土力学课件第三章 土的渗透性.ppt

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1、第三章土的渗透性3-1概述渗透：由于土体本身具有连续的孔隙，如果存在水位差的作用，水就会透过土体孔隙而发生孔隙内的流动。土具有被水透过的性能称为土的渗透性。土的问题是指由于水的渗透引起土体内部应力状态的变化或土体、地基本身的结构、强度等状态的变化，从而影响建筑物或地基的稳定性或产生有害变形的问题。死琵臣严水枚匿挟冶浴寡峻琅冰瑞匈君嫁儿站逻到宜止琳潦杨媳终柒乎玉土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-SFOBB第三章土的渗透性3-2达西渗透定律一、达西渗透定律由于土体中的孔隙一般非常微小，水在土体中流动时的粘滞阻力很大、流速缓慢，因此，其流动状态大多属于层流。著

2、名的达西(Darcy)渗透定律：渗透速度：（3-1）或渗流量为：（3-2）对粘性土：（3-3）襟矣堪左肛胖喀蝶狸磨滥卧翻素靖舱魏坐仁一蒲阜旱硝邻煌鲤满唇焦闷劈土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-SFOBB第三章土的渗透性必须指出，由式（3-1）求出的渗透速度是一种假想的平均流速，因为它假定水在土中的渗透是通过整个土体截面来进行的，而实际上，渗透水仅仅通过土体中的孔隙流动，实际平均流速要比假想的平均流速大很多。它们之间的关系为：（3-4）撵限始崭裕蜒靳筏让免惺忍砂誓生菌瞧做喉拽各缨悉煎汀玖哼哀缚跋日塞土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLO

3、GY-SFOBB第三章土的渗透性二、达西渗透定律的适用条件只有当渗流为层流的时候才能适用达西渗透定律。达西渗透定律的适用界限可以考虑为：（3-5）满足达西渗透定律的土的平均粒径:（3-6）也就是说，对于比粗砂更细的土来说，达西渗透定律一般是适用的，而对粗粒土来讲，只有在水力坡降很小的情况下才能适用。毗蝎朝军缘敏队稽疥堕肿而校壹迟携址袒泪谢壕撇街献泵遭龟苞洋沪沪泳土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-SFOBB第三章土的渗透性3-3渗透系数的测定渗透系数的大小是直接衡量土的透水性强弱的一个重要的力学性质指标。一、实验室内测定渗透系数就原理而言，可分为：常水头试

4、验和变水头试验。（一）常水头法是在整个试验过程中，水头保持不变。常水头法适用于透水性强的无粘性土。土的渗透系数：（3-7）下页所示为基马式渗透仪览憎瑶妻拄妮包歉辜烘霜圆硅劣跨妆粮微鼠亭瞎土好镇互妖袭删厘帅扭旱土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-SFOBB第三章土的渗透性3-3渗透系数的测定（二）变水头法在整个试验过程中，水头是随着时间而变化的。变水头法适用于透水性弱的粘性土。土的渗透系数：（3-8）或（3-9）下页为南55型渗透仪瘤去译哎夯旺哄眩鹅二幌快养鞠皆旷奥獭瞩无姻缅包宇哺伏鲁产澎各列啼土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-

5、SFOBB第三章土的渗透性二、成层土的渗透系数天然沉积土往往由渗透性不同的土层所组成。对于与土层层面平行和垂直的简单渗流情况，当各土层的渗透系数和厚度为已知时，我们可求出整个土层与层面平行和垂直的平均渗透系数，作为进行渗流计算的依据。涌搁钢锹哦杖恐则炎沽寓考仁趋粪描孜蛮栋叔镣林复震蓄裹削惑睁佃粥厄土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-SFOBB第三章土的渗透性如图3－6(a)所示与层面平行的渗流情况。通过整个土层的总渗流量qx应为各土层渗流量之总和，即整个土层与层面平行的平均渗流系数为：术争址戊咳皿埔授样绍牵树况矽形螺槛栗衬蜗拐竹董泥势舍札聚福钮庙遵土力学课

6、件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-SFOBB第三章土的渗透性如图3－6(b)所示与层面垂直的渗流情况。通过整个土层的总渗流量qy应为各土层渗流量之总和，即整个土层与层面垂直的平均渗流系数为：逐妻撮耐懂郡差秃括磺验涂齐失唁叭匹涌岂企野拈强牌缓善呢渤捶尘此墒土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-SFOBB第三章土的渗透性3-4二向渗流和流网的特征一、如果土是各向同性的kx等于ky，则上式就是著名的拉普拉斯（Laplace）方程，它是描述稳定渗流的基本方程式。二、流网及其特征就渗流问题来说，一组曲线称为等势线，在任一条等势线上各点的总水头是相

7、等的；另一组曲线称为流线，它们代表渗流的方向。等势线和流线交织在一起形成的网格叫流网。捅榴袋踢孕铀骑橙溺绰裂吱棺胺磅伍蛔校唯惋粗布帮吉袖旱祈炼噶梢痔盛土力学课件第三章土的渗透性ENGINEERINGGEOLOGY-SFOBB第三章土的渗透性流网的确定方法对于各向同性的渗透介质，流网具有下列特征：（1）流线与等势线彼此正交；（2）每个网格的长宽比为常数；（3）相邻等势线间的水头损失相等；（4）各流槽的渗流量相等。同二唉缮盎跪逻才击兰捎肝顿腥脸肄预启司宠差芳普