土力学课件(清华大学)2

《土力学课件(清华大学)2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《土力学1》之第二章土的渗透性和渗流问题张丙印清华大学土木水利学院岩土工程研究所第二章：土的渗透性和渗流问题•土的渗透性和渗透规律本章提要•平面渗流及流网•渗透力与渗透变形本章特点•有严格的理论（水流的一般规律）•有经验性规律（散粒多孔介质特性）学习要点•注意对物理概念和意义的把握•注意把握土是散粒多孔介质这一特点本章作业：2-12-32-42-52-7第二章：土的渗透性和渗流问题§2.1概述§2.2土的渗透性与渗透规律§2.3平面渗流与流网§2.4渗透力与渗透变形§2.1概述仁者乐山智者乐水土是一种碎散的多孔介质，渗流其孔隙在空间互相连通。当饱和土中的两点存在能量差时，水就在

2、土的孔隙中从能量高的点向能量低的点流动土颗粒土中水水在土体孔隙中流动的现象称为渗流土具有被水等液体透过的性质称为土的渗透性土体中的渗流§2.1概述-渗流问题仁者乐山智者乐水防渗体坝体渗流问题：浸润线1.渗流量？2.渗透破坏？透水层3.渗透力？不透水层工程实例土石坝坝基坝身渗流§2.1概述-渗流问题仁者乐山智者乐水板桩墙渗流问题：基坑1.渗流量？2.渗透破坏？透水层3.渗水压力？不透水层工程实例板桩围护下的基坑渗流§2.1概述-渗流问题仁者乐山智者乐水Q渗流问题：天然水面漏斗状潜水面1.渗流量Q？2.降水深度？透水层不透水层水井渗流§2.1概述-渗流问题仁者乐山智者乐水渗流问题：1.

3、渗流量？渗流时地下水位2.地下水影响范围？原地下水位渠道、河流渗流§2.1概述-渗流问题仁者乐山智者乐水渗流问题：1.渗透力？2.入渗过程？事故实例降雨入渗引起的滑坡§2.1概述-土渗流特性仁者乐山智者乐水•挡水建筑物•渗流量•集水建筑物•扬压力•引水结构物•渗水压力渗透特性•基础工程•渗透破坏变形特性•渗流速度•地下工程强度特性•渗水面位置•边坡工程土的渗透特性第二章：土的渗透性和渗流问题§2.1概述§2.2土的渗透性与渗透规律§2.3平面渗流与流网§2.4渗透力与渗透变形§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者乐水水头与水力坡降渗流的驱动能量土的渗透试验与反映渗流特点的定律达

4、西定律渗透系数的测定土的渗透性及影响因素层状地基的等效地基的渗透系数渗透系数土的渗透性与渗透规律§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者乐水位置水头：到基准面的竖直距离，代表单位重量的液体从基准面算起所具有的位置势能uBu0pau压力水头：水压力所能引起的自由Aw水面的升高，表示单位重量液体所Bw具有的压力势能静水A测管水头：测管水面到基准面的垂zBzA直距离，等于位置水头和压力水头00之和，表示单位重量液体的总势能基准面在静止液体中各点的测管水头相等位置、压力和测管水头§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者乐水位置：使水流从位置势能水往低处流高处流向位置势能低处速

5、度v流速：水具有的动能水往高处“跑”压力：水所具有的压力势能压力u也可使水流发生流动水流动的驱动力§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者乐水位置势能：mgzu压力势能：mgwu12动能：mvw2u12总能量：Emgzmgmv2w质量m压力uz单位重量水流的能量：流速v2uvhz002gw基准面称为总水头，是水流动的驱动力水流动的驱动力-水头§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者乐水板桩墙A基坑BL透水层渗流为水体的流动，应满足液体流动的三大基本方不透水层程：连续性方程、能量方程、动量方程渗流中的水头与水力坡降§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者

6、乐水uv2总水头：单位重量水体所具有的能量hzw2g位置水头Z：水体的位置势能（任选基准面）压力水头u/w：水体的压力势能（u孔隙水压力）流速水头V2/(2g)：水体的动能（对渗流多处于层流≈0）u渗流的总水头：hzuAww也称测管水头，是渗流的hAA总驱动能，渗流总是从水zAB头高处流向水头低处L基准面渗流问题的水头§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者乐水u•A点总水头：hzA水力坡降线AAwuΔhuA•B点总水头：hzBBBwuBwhAwAhB•二点总水头差：反映了zABLzB两点间水流由于摩阻力基准面造成的能量损失hhhAB

7、h•水力坡降i：单位渗流长度上的水头损失iL水力坡降§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者乐水1856年达西(Darcy)在研究城市供水问题时进行的渗流试验Qh1QAhL2LhA或：QkAi透水石其中，A是试样的断面积Q达西渗透试验§2.2土的渗流性与渗透规律仁者乐山智者乐水QvkiA达西定律：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渗透系数k:反映土的透水性能的比例系数，其物理意义为水力坡