《渗流理论》PPT课件

《《渗流理论》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章渗流、流土和湿化§2.1地下水引发的工程问题§2.2达西定律§2.3流网理论简介§2.4流土、管涌及其防治§2.5非饱和土的湿化及其危害影响§1.4无粘性土的密实特性无粘性土的松密程度力学特性密实度大结构稳定、强度大、压缩变形小密实度小结构疏松、不稳定、压缩变形大衡量无粘性土的密实度方法孔隙比e或孔隙率n相对密度Dr现场标准贯入试验测定土的密实度通常是指单位体积中固体颗粒的含量定义:水是土的一个组成成分，在地下工程中举足轻重。有时我们需要地下水，但更多的是治水。由于水的原因造成重大工程事故并不少见。对地下水的研究是土力学的一个重要内容。土中通常

2、含有水，土中含水量的变化及土体中水的流动对土特性的影响非常大。有时这种影响可能会带来灾难。水对土特性影响的直观理解为：土的含水量小时，土比较硬；土中适当含水可使散粒土颗粒粘合在一起，使其具有一定的粘结强度，但当土的含水量过大时则会变软。当水在土中流动较快时，将引起坝基渗流、基坑渗流、塌方、泥石流及流土、地下工程受淹等灾害。第1节地下水引发的工程问题渗流量渗透变形土石坝防渗斜墙及铺盖浸润线透水层不透水层土石坝坝基坝身渗流渗水压力渗流量渗透变形透水层不透水层基坑板桩墙板桩围护下的基坑渗流渗流量透水层不透水层天然水面水井渗流漏斗状潜水面Q第1节地下水引发的

3、工程问题渗流量原地下水位渗流时地下水位渠道渗流渗流滑坡渗流滑坡渗流作用造成大坝塌方第2节地下水引发的工程问题雨后出现的山体滑坡事故渗流量渗水压力渗透变形渗流滑坡土的渗透性及渗透规律二维渗流及流网渗透力与渗透变形土坡稳定分析挡水建筑物集水建筑物引水结构物基坑等地下施工边坡渗流小结渗流：水在土体孔隙中流动的现象。渗透性：土具有被水等液体透过的性质。渗透力：流经土体的水流对土颗粒和土体施加的作用力。本章内容第1节地下水引发的工程问题第2节达西定律第3节流网理论简介第4节流土、管涌及其防治第5节非饱和土的湿化及其危害水在土的孔隙中流动，其形式可以分为：层流：

4、水的流速很慢，认为相邻两个水分子运动轨迹相互平行而不混掺。紊流：紊流与层流的意义相反。第2节达西定律层流紊流层流紊流2.1渗流定律一、贝努力定律贝努力定律是指水的流动符合能量守恒原理，如果忽略不计由摩擦等引起的能量损失，则贝努力定律可以用下式表示:总水头－单位质量水体所具有的能量ABLh1h2zAzBΔh00基准面水力坡降线z：位置水头u/γw：压力水头V2/(2g)：流速水头≈0A点总水头：B点总水头：总水头：水力坡降：三者的和称为总水头，因为土中的水的流速小，速度水头项忽略不计时:所以土中水流动的时候，是从位置水头与压力水头的和，即总水头（称之为

5、势）h高的地方向低的地方流。常说的“水从高处向低处流”，在这里不只是位置水头z，还应该加上压力水头，应该理解成为水从总水头（势）h的高处向低处流。二.渗透试验与达西定律试验前提：层流Δh↑，Q↑A↑，Q↑L↑，Q↓断面平均流速水力坡降1.渗透试验试验结果试验装置：如图试验条件:h1，A，L=const量测变量:h2，V，TΔh=h1-h2Q=V/T2.达西定律渗透定律在层流状态的渗流中，渗透速度v与水力坡降i的一次方成正比，并与土的性质有关。注意：AAvV：假想渗流速度，土体试样全断面的平均渗流速度Vs：实际平均渗流速度，孔隙断面的平均渗流速度A>A

6、vQ＝VA＝VsAvk:反映土的透水性能的比例系数，称为渗透系数物理意义：水力坡降i＝1时的渗流速度单位：mm/s,cm/s,m/s,m/day第2节达西定律粗粒土：①砾石类土中的渗流不符合达西定律②砂土中渗透速度vcr=0.3-0.5cm/s适用条件ivovcrivoi0层流（线性流）——大部分砂土，粉土；疏松的粘土及砂性较重的粘性土两种特例粘性土：致密的粘土i>i0,v=k(i-i0)第2节达西定律三.渗透系数的测定测定土的渗透系数的方法有:室内试验测定方法野外试验测定方法常水头试验法变水头试验法井孔抽水试验井孔注水试验第2节达西定律1.常水头渗

7、透试验该试验适用于渗透性大的粗颗粒土。试验装置如图所示，圆柱体试料断面积为A，长度为l，保持水头差h不变，测定经过一定时间t的透水量是V，渗透系数k可根据式导出如下：第2节达西定律例题2.1在图2.2所示的常水头渗透试验（h=45cm，l=25cm）中，若土试样的断面积是120cm2，渗透系数是2.5×10-2cm/sec，求10sec内土的透水量。解:已知A=120cm2，k=2.5×10-2cm/sec，t=10sec，h=45cm，l=25cm根据常水头渗透试验透水量公式，得10sec内土的透水量为:cm3第3节达西定律2.变水头渗透试验该试验

8、适用于:渗透系数较小的细砂及粉砂。如图所示，圆柱体试样断面积为A，长度为l，在试验中测压管的水位在不断下降，