第3章土中水的运动规律ppt课件.ppt

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1、第1章绪论第2章土的物理性质与工程分类第3章土中水的运动规律第4章土体中的应力计算第5章土的变形与地基的沉降第6章土的抗剪强度第7章挡土结构上的土压力第8章地基的承载力第9章土坡稳定分析本章提要本章特点学习要点土的渗透性和渗透规律渗透产生的渗透力与渗透变形有严格的理论（水流的一般规律）有经验性规律（散粒多孔介质特性）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第3章土中水的运动规律第3章土中水的运动规律3.1概述3.2土的渗透性与渗透规律3.3渗透力与渗透变形碎散性多孔介质三相体系孔隙中流体流动渗流水、气等在土体孔隙中流动的现象渗透性土具有被水、气等流体透过的性质渗透特性强度

2、特性变形特性非饱和土的渗透性饱和土的渗透性能量差土颗粒土中水渗流土体中的渗流3.1概述内因？外因？透水层不透水层防渗体坝体浸润线渗流问题：1.渗流量？2.渗透力？3.渗透破坏？渗流问题－土石坝坝基坝身渗流3.1概述渗流问题：1.渗流量？2.渗水压力？3.渗透破坏？透水层不透水层基坑板桩墙渗流问题－板桩围护下的基坑渗流3.1概述渗流问题：1.渗流量Q？2.降水深度？透水层不透水层天然水面漏斗状潜水面Q渗流问题－水井渗流3.1概述渗流问题：1.渗流量？2.地下水影响范围？原地下水位渗流时地下水位渗流问题－渠道、河流渗流3.1概述渗流问题：1.渗透力？2.入渗过程？渗流问题－降雨入渗引起的滑坡

3、3.1概述渗流量扬压力渗水压力渗透破坏渗流速度渗水面位置入渗过程挡水结构集水结构引水结构基础工程地下工程边坡工程渗透特性变形特性强度特性渗流问题－土的渗透特性3.1概述第3章土中水的运动规律3.1概述3.2土的渗透性与渗透规律3.3渗透力与渗透变形内容渗流的驱动能量反映渗流特点的定律土的渗透性地基的渗透系数3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降二、土的渗透试验与达西定律三、渗透系数的测定及影响因素四、层状地基的等效渗透系数位置水头、压力水头、测管水头3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降水流动的驱动力总水头计算渗流中的水头与水力坡降渗流中的水力坡降渗流中的水头位置水头Z：到基准

4、面的距离，代表单位重量的液体从基准面算起所具有的位置势能压力水头u/γw：水压力所能引起的自由水面的升高，表示单位重量液体所具有的压力势能测管水头：测管水面到基准面的距离，＝位置水头＋压力水头，表示单位重量液体的总势能在静止液体中各点的测管水头相等zA00ABu0pazB基准面静水位置水头、压力水头、测管水头3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降位置水头、压力水头、测管水头3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降水流动的驱动力总水头计算渗流中的水头与水力坡降渗流中的水力坡降渗流中的水头水往低处流水往高处“跑”速度v压力u位置：使水流从位置势能高处流向位置势能低处压力：水所具有的

5、压力势能流速：水所具有的动能也可使水流发生流动水流动的驱动力3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降位置水头、压力水头、测管水头3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降水流动的驱动力总水头计算渗流中的水头与水力坡降渗流中的水力坡降渗流中的水头位置势能：mgz压力势能：00基准面质量m压力u流速vz动能：总能量：称为总水头，是水流动的驱动力；＝位置水头＋压力水头＋流速水头单位重量水流的总能量：总水头计算3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降ABL透水层不透水层基坑板桩墙渗流为水体的流动，应满足液体流动的三大基本方程：连续性方程、能量方程、动量方程渗流中的水头与水力坡降3.2土的

6、渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降位置水头、压力水头、测管水头3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降水流动的驱动力总水头计算渗流中的水头与水力坡降渗流中的水力坡降渗流中的水头ABLhAzA基准面总水头：单位重量水体所具有的能量位置水头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）岩土工程中的绝大多数渗流问题，包括砂土或一般粘土，均属层流范围。在粗粒土孔隙中，水流形态可能会随流速增大呈紊流状态。渗流的总水头：也称测管水头，是渗流的总驱动能。渗流中的水头3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡

7、降渗流总是从水头高处流向水头低处ABL透水层不透水层基坑板桩墙渗流总是从水头高处流向水头低处位置水头、压力水头、测管水头3.2土的渗透性与渗透规律一、水头与水力坡降水流动的驱动力总水头计算渗流中的水头与水力坡降渗流中的水力坡降渗流中的水头A点总水头：ABLhAhBzAzBΔh基准面水力坡降线B点总水头：二点总水头差：反映了两点间水流克服摩阻力造成的能量损失水力坡降i：单位渗流长度上的水头损失渗流中的水力坡降3.2土的渗透