第二章土的渗透性及水的渗流课件.ppt

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1、土的渗透性和渗流问题第二章§2土的渗透性和渗流问题碎散性多孔介质三相体系孔隙流体流动渗流水、气等在土体孔隙中流动的现象渗透性土具有被水、气等液体透过的性质渗透特性强度特性变形特性非饱和土的渗透性饱和土的渗透性概述能量差§2土的渗透性和渗流问题概述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§2土的渗透性和渗流问题概述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§2土的渗透性和渗流问题概述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§2土的渗透性和渗流问题概述渗流量原地下水位渗流时地下水位渠道渗流§2土的渗透性和渗流问题概述渗流滑

2、坡渗流滑坡§2土的渗透性和渗流问题概述渗流量渗透变形渗水压力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§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题一．渗流中的水头与水力坡降二．渗透试验与达西定律三．渗透系数的测定及影响因素能量方程渗流速度的规律渗透特性四．层状地基的等效渗透系数地基的渗透系数§2土的渗透性和渗流问题一．渗流中的水头与水力坡降ABL§2.1土的渗透性与渗透规律透水层不透水层基坑板桩墙ABL§2土的渗透性和渗流问题一．渗流中的水头与水力坡降h1h2zAzBΔh00基准面水力坡降线§2.

3、1土的渗透性与渗透规律总水头－单位质量水体所具有的能量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：§2.1土的渗透性与渗透规律二.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§2土的渗透性和渗流问题试验结果试验装置：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§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题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。二.渗透试验与达西定律注意：AA

4、vV：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>AvQ＝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/day2.达西定律§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题二.渗透试验与达西定律粗粒土：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)三.渗透系数的测定及影响因

5、素室内试验测定方法野外试验测定方法§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题常水头试验法变水头试验法井孔抽水试验井孔注水试验1.测定方法§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题室内试验方法1—常水头试验法三.渗透系数的测定及影响因素1.测定方法结果整理试验装置：如图试验条件:Δh，A，L=const量测变量:V，ti=Δh/LV=Qt=vAtv=ki适用土类：透水性较大的砂性土§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题三.渗透系数的测定及影响因素1.测定方法室内试验方法2—变水头试验法试验装置：如图试验条件:Δh变化，A，L=const量测变量:Δh，

6、t透水性较小的粘性土常水头法仅适用于：透水性较大的砂性土tt+Δt§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题三.渗透系数的测定及影响因素1.测定方法室内试验方法2—变水头试验法结果整理:理论依据:t时刻：ΔhΔtdhdVe=-adhdVo=kiAdt=k(Δh/L)AdtdVe=dVo流入量：流出量：连续性条件：-adh=k(Δh/L)Adt选择几组Δh1,Δh2,t，计算相应的k，取平均值§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题常水头试验变水头试验条件已知测定算定取值Δh=constΔh变化Δh，A，LV，t重复试验后，取均值a，A，LΔh，t室内试验方法1.

7、测定方法三.渗透系数的测定及影响因素不同时段试验，取均值适用粗粒土粘性土野外测定方法－抽水试验和注水试验法优点：可获得现场较为可靠的平均渗透系数§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题1.测定方法三.渗透系数的测定及影响因素地下水位≈测压管水面井抽水量Qr1rr2dhdrh1hh2不透水层观察井A=2πrhi=dh/dr缺点：费用较高，耗时较长实验方法：理论依据：2.影响因素粒径大小及级配孔隙比矿物成分结构§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗