土木工程外文献翻译

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1、通常情况下，流动的地下水通过一个封闭的或含水层渗透性的材料可以表现为均匀流在一个平面上。这个术语是用来描述渗流水通过地下土壤结构，井、排水管和水库的运动。—•般地，定义在流体力学中雷诺数小于1,因此流层流和达西定律是有效的任何背离层流的流动问题并不严重，只耍雷诺数低于10,达西定律的上限。一个简化的理论和数值算法，并将其M用于实际的例了来获得流动网，描述了渗流这是继以描述的室内试验和现场试验方法（系数）用来获取的渗透率（或水力传导系数）低于对照的速度和水的体积单位时间的流动。图3.1描述了水的流量通过一根管道长度L和土壤的截面积儿尽管水沿曹片•联空隙的土壤，假设作为水流过的全断

2、血能方便地确定速度，这个假想的速度小于实际速度、流量计算使川这个速度是可靠的。水位在B点到土壤管是高于水位在出口点C这表明，势能的消耗为水流过长度L在每个点的水位是代表英从任意数据距离h,称为头或总水头根据伯努利头的定义：h=z+u/Yw+v2/2g（3.1）其中7是头部位置（垂直处标点）,u是水的压力或孔隙压力R是单位重量的水,v是速度和厂/2名是初始速度。在经典土力学，由于低流速，初始速度长期被忽略，因此：(3.2)土力学的基木概念及工程应用h=z+u/Yw图3.1理想化图供水流经一个粗颗粒的土壤中水力梯度长度L是一个无量纲参数被定义为变化的速率的总数（水头损失）A/2oz

3、=A/2/L1在稳定流条件下，沿着一条有限长度的水力梯度假设不变，否则它是一个点相关的参数，定义单位在指定的方向流动长度总水头下降。/=A/?/AL(3-4)如果总水头川长度L表示，则公式3.4改为:(3.5)负号意味着速度在下降的总水头方向，只要计算结果是基于绝对值和渗流不是在坐标系计算的可以使用3.4和3.4的公式.在两或三维坐标系统的水力梯度是指由公式3.5.达西，是法国19世纪的液压科学家指出，通过多孔介质流量与水头损失成止比的与流道长度成反比。达西定律可以表示为：V=kinAlk是渗透系数，通过实验得出的。水的流量按照下式计算：q=Av=Aki估计实际速度，被称为渗透

4、速度，可以山考虑下列公式：英中V是空洞的孔隙截面积。反度L乘以该方程的两边，我们可以得出：其中，n是孔隙度和e为土壤孔隙比.渗流压力和临界水力梯度在一个上升的一维流动的数额等fTwAh为冇效地对土柱棊的垂直应力降低图3.2显示了一个土柱，通过在土壤底层向上流动，由于在底层土壤高头使用公式2.1,有效地土壤的垂直应力柱基为：ffv=crv-p=gL+%心-Y«(L+%+△h)av=av-u=(Y皿一Ys儿一(3.9)(3.10)如果在列屮相应的水位是平等的在塔顶部的水位，就没有水向上运动，将等于方程3.9的第一式。考虑了单位面积的土柱，每单位体积减少或渗水压力为：j=K.A/L=

5、iY®其中i是水力梯度.方程3.9笫一式表示沉水重量与单位截面积的土柱长度L当渗透压力乘以土壤的柱体积变成相当于沉水的土柱的重最，。v在柱底减少到零土壤颗粒松散的接触此列因而遭到冻胀和失败•这种状态称为快速条件，定义了临界水力梯度计算公式如下(3.11)从公式1.21代，我们有:iC=Y7¥a=Ys(G?一1)/(1+e)(3.⑵应当指出，在零有效垂肓应力，十壤的强度完全取决于它的凝聚力和粘十可能不服从方程3.12在砂的强度和稳定的一个元素提供了在这些粒子的接他点的力量。因此，在ov二0的条件下，沙元索已不再是稳定。沙状态这个条件类似于一个具有密度人于水的，有时也被称为流沙浆态

6、液体。在在重力方向渗流情况下，它可能会显示，冇效从由相当于静态值垂在应力增加。在一般的渗透力行为的流动方向，町能会增加或减少Z间的流动和重力方向的角度而定3.3PERMRABILITY渗透3.3.1Coefficientofpermeability渗透系数渗透系数k的大小取决与颗粒的大小、形状，位置以及土壤的结构。水的粘度随着渗透系数k温度的变化也有一定的影响。虽然许多数学公式己经捉出了渗透系数方面的物理性质、土壤小的渗透系数总是使用实验测泄。表3.1数渗透系数的值的范围。图3.3实验室渗透试验S)恒定水头试验(b)变水头渗透试验哈森的经验公式由一个世纪前提出的冇关颗粒材料的梯

7、度渗透系数，其颗粒大小分布特征:k=(3.13)其屮K是在m/s和D]0二直径相应毫米至10%,C是细系数从0.005变化以及泥沙级配和均匀K表金沙0.012米，是/秒和D10二玄径对应的10%亳米细，C是一•个系数从0.005变化以及泥沙级配和均匀砂到0.012o3.3.2Laboratorypermeabilitytests实验室的渗透实验。目前在实验室屮测定渗透系数k为”常水头法“和”变水头法“两种。Constantheadtest恒定水头实验.该测试的排列图解视图见图3・3(a)o这