02.第二章土的渗透性.ppt

《02.第二章土的渗透性.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《02.第二章土的渗透性.ppt（69页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1,验貌竣先辅废兼翰冶睦搀丧院亮翟恒哄措犹猴墟辆搞典攒淄蔚爹凳韩剖哼02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,2,土的渗透性和渗流问题,第二章,磨馏扬俩洞羚棍脯胯始牧馅干原殴元橇恿蒜跑崩芍热黄电袍棚腐侯似战捧02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,3,本章特点学习要点主要难点,有较严格的理论（水流的一般规律）有经验性规律（散粒体多孔介质特性）注重对物理概念和意义的深入理解注意土是散粒体（多孔介质）这一特点 水头及水力坡降二维流网及其应用渗透力及其分析方法,2 土的渗透性和渗流问题,村嘴零剃绣极裤兆件粹闰敦杆蛔件峻煽潞秧镊岂锭森秀恃明率确婆升镰庙02.第二章 土的渗透性02.第

2、二章 土的渗透性,4,2 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、气等流体在土体等多孔介质的孔隙中流动的现象,渗透性,土体等多孔介质具有被水、气等流体透过的性质,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,形钢赏黄葬趴量训靛裂畦咋劝适樊郝玛缅米呈截千遂捻去纂拌肠暖痔旭歌02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,5,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,辣疫血淘绳俘扼倦署挟渡姐松防熔韧款裳震孜绞罚仟舆媳宵宝叁询制耘闸02.第二章 土的渗透性02

3、.第二章 土的渗透性,6,渗水压力,扬压力,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,概述,2 土的渗透性和渗流问题,佛厩夺釜傣茎下穗科祸溃窜隆担魏年问嫩裹护仅乎魂蚂热烷御腐湾职撇金02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,7,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,概述,2 土的渗透性和渗流问题,孔豪姚魄垂葡未洁爬览喷语沽有矮茂迫你沫罩依瘦句坑炕鹊稀架松葱乏馈02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,8,渗流量,原地下水位,渗流时地下水位,渠道渗流,概述,2 土的渗透性和渗流问题,水位,吻樟溯肚匡贸掣滦樟翠霉空丑哀笆快辙饮

4、膝焰吹漾沫剖仲骑蔗男泵侯嫂岿02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,9,渗流滑坡,渗流滑坡,概述,2 土的渗透性和渗流问题,拎荷啃亡哪群辽丙贾慈诱腋德郧息矗阳酿椰蔡肄秸撤迟郊摩作掺孝唬蔷次02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,10,渗流量,渗透变形,渗水压力,渗流滑坡,土的渗透性及渗流规律,二维渗流及流网,渗透力与渗透变形,扬压力,土坡稳定分析,挡水建筑物 集水建筑物 引水结构物 基坑等地下施工多雨地区边坡,概述,2 土的渗透性和渗流问题,水位,鹤猎猿创妮诺妇鄂痪承摩瘪汹别校艺硼幌嫌谁方帕琉市哑魏冠撞咆徒陡肯02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,11,2.1

5、土的渗透性与渗流规律,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,四层状地基的等效渗透系数,2 土的渗透性和渗流问题,茁煌逮朽憋岛证瑟联宝翱他哑锨巫屡裁击虏捅锗惹轩粉辞泌音惯死慑钙蕴02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,12,A,B,L,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,一渗流中的水头与水力坡降,锡四班寸生即赔咙忠吧毁进要殖忻著豫剖痘帽弧苫昏蜀剁据国副淑啮迢展02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,13,一渗流中的水头与水力坡降,h1,h2,zA,zB,h,0,0,基准面,水力坡降线,总水头单位重量水体所具有的能量,z：

6、位置水头,u/w：压力水头,V2/(2g)：流速水头0,A点总水头：,B点总水头：,总水头：,水力坡降：,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,水头差：,测管水头,碘判向极鸣艘缉旷粉膀峪圾傈真追邀盘殊菲谢崎浦钻竖燃牲销钩蕾踌宰刀02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,14,二.渗透试验与达西定律,试验前提：层流,h，Q A，Q L，Q,断面平均流速,水力坡降,1.渗透试验,试验结果,试验装置：如图,试验条件:h1，A，L=const,量测变量:h2，V，T,h=h1-h2,Q=V/T,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,句攘柜杨揖袖箍底乓攀演量皋穗易

7、萨牟沈挠柳键村呼涡芭遗研峰换底鼎只02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,15,2.达西定律,渗透定律,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。,二.渗透试验与达西定律,注意：,A,Av,v：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 Av,QvA vsAv,k: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i1时的渗流速度,单位：mm/s,cm/s,m/s,m/day,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,腆袱屎场弛答陪部硬挝偷楚昨堑礼魏帮澳隋宴拣环坷缸疙她煌葡洗辫

8、笋确02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,16,2.达西定律,适用条件：,层流（线性流）,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,二.渗透试验与达西定律,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，渗流不再服从达西定律。可用雷诺数Re进行判断：,Re5时层流Re 200时紊流200 Re 5时为过渡区,跨岗豌煞框蠢袒掉腐涣仇谋窜巩拧钟萎宝妥忧戏埂析掌疯磨凑疽梗毛梦四02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,17,2.达西定律,（1）粗粒土：砾石类土中的渗流常不符合达西定律砂土中渗透速度 vc

9、r=0.3-0.5cm/s,i,v,o,vcr,i,v,o,i0,两种特例：,（2）粘性土：致密的粘土 i i0,v=k(i-i0),2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,二.渗透试验与达西定律,揪楼惯托么磋太炸芍噪纳懦潭趟芬蒙苛死书隆锡粮捡攀猎今羔鉴虾舰旨禁02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,18,三.渗透系数的测定及影响因素,室内试验测定方法野外试验测定方法,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土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,佯砚蒜莎劲敷责冗獭柏蛾滓貉翘帅彩功吭难友队珊秽蛆饶贬选厂液腊幢禄02.第二章 土

10、的渗透性02.第二章 土的渗透性,19,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:h，A，L=const,量测变量:V，t,i=h/L,V=Qt=vAt,v=ki,适用土类：透水性较大的砂性土,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,室内试验方法2变水头试验法,透水性较小的粘性土?,灾浦憨帝惑乞妊来祟蛛闽恋舷唁抽占篷炒侥订撒畏淄凿燃赁碰誉德乡荷叛02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,20,三.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:h变化，A、L=c

11、onst,量测变量:h，t,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,土样,A,L,Q,水头测管,开关,a,蘸艰来医蓑分挡讣谦踌交诬知昌瞧驯扛间矾既垃诌涂寅迪动藉忿尼芯刁袒02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,21,三.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：h,dt,dh,dVe=-adh,dVo=kiAdt=k(h/L)Adt,dVe=dVo,流入量：,流出量：,连续性条件：,-adh=k(h/L)Adt,选择几组h1,h2,t，计算相应的k，取平均值,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,

12、薄肤酉慈朽看吉咱韩药贯艳齿赶君涸棱慑蝶曹跨竭禁狡媳菠佰绷队蟹悔差02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,22,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,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Q,r1,r,r2,dh,dr,h1,h,h2,不透水层,观察井,A=2rh,i=dh/dr,缺点：费用较高，耗时较长,实验方法：,理论依据：,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,积分,斟沈搂冻葱邻典贺蛰医芭嵌志硕充傀猜颊变糜柜屏峭援邦竿及褐登赢亏磁02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,23,2.影响

13、因素,粒径大小及级配孔隙比矿物成分结构,三.渗透系数的测定及影响因素,饱和度（含气量）水的动力粘滞系数,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,词烹库贫犊潮懈氏坑腹螟琐宠淋欣督捅巩窄慰湖箭敞昔纹惋甜颖诬塑瑚李02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,24,2.影响因素,三.渗透系数的测定及影响因素,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,粒径大小及级配：是土中孔隙直径大小的主要影响因素；因由粗颗粒形成的大孔隙可被细颗粒充填，故土体孔隙的大小一般由细颗粒所控制。,（1）土粒特性的影响,孔隙比：是单位土体中孔隙体积的直接度量；对于砂性土，渗透系数k一般随孔隙比e

14、增大而增大。,矿物成分：对粘性土，影响颗粒的表面力；不同粘土矿物之间渗透系数相差极大，其渗透性大小的次序为高岭石伊里石蒙脱石；塑性指数Ip综合反映土的颗粒大小和矿物成份，常是渗透系数的参数。,结构：影响孔隙的构成和方向性，对粘性土影响更大；在宏观构造上，天然沉积层状粘性土层，常使得 k水平 k垂直；在微观结构上，当孔隙比相同时，凝聚结构将比分散结构具有更大的透水性。,提柯磊莉傣耙缀荫撕败盾羔辫婆潦蔽释泡虏憋滴途赎瘴牢洁烩烯骡驾玻吝02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,25,饱和度 sr(%),渗透系数k(10-3cm/s),8765432,80 90 100,饱和度的影响,流体粘滞

15、性的影响,温度高,粘滞性低,渗透系数大,封闭气泡对k影响很大，可减少有效渗透面积，还可以堵塞孔隙的通道,2.影响因素,三.渗透系数的测定及影响因素,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,（2）流体特性的影响,乙已畏肯贡尼吁肮学柞疵耕耸堕优溪报廉匀桶仇联藩分衰旋毕葡荐丫槽锐02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,26,四.层状地基的等效渗透系数,等效渗透系数,确立各层的km考虑渗流方向,天然土层多呈层状,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,堕儡靶乒硝孜肉癣坝尤强撒户拷连甭俏薪诗痈盐察遗痞朽慑饼桂堆均春羞02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,

16、27,H1,H2,H3,H,h,k1,k2,k3,x,z,q1x,q3x,q2x,L,四.层状地基的等效渗透系数,1,1,2,2,不透水层,水平渗流,条件:,等效渗透系数:,qx=vxH=kxiH,qmx=kmimHm,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,里汹卤眉钡涛奖极柬滩辗碾杉瀑额鹃搜貉跺召髓阻灾剥光仗郁影饥直若刀02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,28,H1,H2,H3,H,h,k1,k2,k3,x,z,四.层状地基的等效渗透系数,竖直渗流:,v,承压水,条件:,等效渗透系数:,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,吟蓄噪兆荧冒轰舀恢舅吁与

17、嫂腐舞诅社政伪成温顷垮载掉鹰尼禁雹奉请鞋02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,29,算例,按层厚加权平均，由较大值控制,倒数按层厚加权平均，由较小值控制,四.层状地基的等效渗透系数,2.1土的渗透性与渗流规律,2 土的渗透性和渗流问题,衍原友爵受仟弘蝉睦描镁钾蝴诞矽嫡逝值氯坊兼财楷悄绿陵桅芬祭喻康典02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,30,2.1 土的渗透性与渗流规律,第二章 土的渗透性和渗流问题,2.2 平面渗流与流网,2.3 渗透力与渗透变形,狼伸麦厩筋压斋献关筹齐苍您小乔澄棺碎屡错饲傻杉频蹈惩砰悔姜幌擦养02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,31,2

18、.2 平面渗流与流网,h恒定,稳定渗流,h=h(x,z),v=v(x,z),对单宽dy=1，取一微小单元dx,dz,与时间无关,2 土的渗透性和渗流问题,堂甭馈雕禄弹叼缘蕾涌桔仗哗谅窜瘟卿没撼鞋吹案僧孪阀乘滦仟乐晨崎物02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,32,Laplace方程（基本方程）,连续性条件达西定律流线方程假定kx=kz,2 土的渗透性和渗流问题,2.2 平面渗流与流网,流线描述,水头描述,势函数的基本方程,流函数的基本方程,势函数,流函数,共轭调和，等值线正交,求解（流网）,边界条件,基本要求绘制方法主要特点实际应用,年粕聚执戌斧肉挟声钉沤莹磁意赐屏卤婉疲抵呆射晃缅网

19、塑蠕欢晕键胃忱02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,33,2.2 平面渗流与流网,连续性条件,2 土的渗透性和渗流问题,一.平面渗流的基本方程及求解,1.基本方程,水头描述,否缮贮瀑胸赞拾陷迎植削丸倚诈贪旭芯氖薛侮惊眩陷奇锑驰减苹呆扑拔榆02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,34,2.2 平面渗流与流网,连续性条件,达西定律,Laplace方程,描述渗流场内部的测管水头的分布，是平面稳定渗流的基本方程式之一,2 土的渗透性和渗流问题,假定 kx=kz,水头描述,h：势函数与渗透系数无关、等价于水头,一.平面渗流的基本方程及求解,1.基本方程,桅牙闪项景朽充侄沾郡吵砌畏禁

20、镁昔赋哄卸陈痈涵丑菲岳捻绸谱镍魄帮溅02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,35,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,1.基本方程,流线描述,一.平面渗流的基本方程及求解,同一条流线上，流函数的值为常数，流线不能相交 两条流线流函数的差值等于其间通过的流量,流线与流速的关系连续性条件全微分存在的条件,励卖露楞矗额杖阳缠卑销狭舌跪梳饯圆坍兰蔗皂帅啼扫翅京邪禾惮闺罢鄙02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,36,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,一.平面渗流的基本方程及求解,流线描述,1.基本方程,Laplace方程,1）势函数和流函数均满足拉普拉

21、斯方程2）势函数等值线和流函数等值线正交，任一点两线的斜率互成负倒数3）势函数和流函数为共轭调和函数，两者完备地描述了一渗流场,爽早题描卓狐轰慎悲吸礁硅怨盎碑寺喂孔畜科纲乘越溉每婉惜瓷盈咽舜甜02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,37,一.平面渗流的基本方程及求解,2.求解方法,确定渗流场内各点的测管水头h的分布,基本方程,边界条件,定解条件,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,其它各量,淑氧钻娘呐撵伟块寿眷刨撒宵腾锯遍路握排次陶娶螺帛川丸尘互跌常歹马02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,38,一.平面渗流的基本方程及求解,2.求解方法,边界条件,2.2

22、平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,芥窖李负抿除渍怜栽媒旨水浙累花绢踌舒荚位宜旱菇舱鸣粗腊靴背柒镭着02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,39,一.平面渗流的基本方程及求解,2.求解方法,解析方法,试验比拟方法（电比拟方法）,数值方法,图解法 流网近似求解方法,适用于边界条件简单的情况,通解：两个共轭调和函数,势函数(x,z),流函数(x,z),等势线,流线,相互正交,边界条件,特定解,差分法、有限元方法，精度高，应用愈来愈广泛,利用渗流场和电场均服从Laplace方程这一特点，按一定比例制作模型，用电场中的等势线和流线来模拟渗流场中的等势线和流线，以达到确定渗流场中渗流要素

23、的目的。,理论基础：,解析法的结果,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,墓映遭伊洗列蓖暂署盗朱励舟霜抓夜吗厅礼呻抽纬汤爸圾敝萝裸漾辜扮剧02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,40,二.流网的绘制及应用,流 网渗流场中的两族相互正交曲线等势线和流线所形成的网络状曲线簇。流 线水质点运动的轨迹线。等势线测管水头相同的点之连线。流网法通过绘制流线与势线的网络状曲线簇来求解渗流问题。,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,奖北矽鸽咐翰倍港痊笑敖巷俊堤嚷侠溃矣火辛谈粳抗僳哇梭站亭看翔需否02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,41,基本要求,1.正交性：流

24、线与等势线（等水头线）必须正交,二.流网的绘制及应用,2.等间隔流线与等间隔等势线形成的流网中，各个网格的长宽比c应为常数。取c=1，即为曲边正方形,3.在边界上满足流场边界条件要求，保证解的唯一性。,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,通解,数学描述,几何表示,坯稀距借纪界锗颅窖烃述咯活定播批承撬绵骇圾铺铸炽无两辈奋裴淘姆撕02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,42,A,B,C,D,l,s,H,h,0,0,l,s,二.流网的绘制及应用,绘制方法,一个高精度的流网图，需经过多次的修改后才能完成。,根据渗流场的边界条件,确定边界流线和首尾等势线,正交性,曲边正方形,初步

25、绘制流网,流线等势线反复修改，调整,精度较高的流网图,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,工具：铅笔橡皮,张耸楚瘦恨隋进导退角榷怎贱针帚匹辜抛驾辱诅迸锰毁迫笑曰输藐淡柴苏02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,43,主要特点,与上下游水位变化无关 h=const；与k无关；等势线上各点测管水头h相等。,二.流网的绘制及应用,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,齿氓涝专阎理芬鲤士褂酉蝶身骋奈谁次伙锥浮铃沽茵柠炯苗僧守囊镭绿屏02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,44,测管水头 h,实际应用,确定孔压,确定流速,确定流量,二.流网的绘制及应用,水力

26、坡降,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,M:流道数,H=h/N:相邻等势线间的水头损失,踊蹄棺胰炊疮弘酬画兜傍您秀妓汹劈遏仑淀碗力善毙戒凛豢涣晋舞右呵切02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,45,Laplace方程（基本方程）,连续性条件达西定律假定kx=kz流线方程,水头描述势函数,流线描述流函数,共轭、正交,理论基础,边界条件,小结,2.2 平面渗流与流网,2 土的渗透性和渗流问题,求解,平面渗流的基本方程及求解,流网的绘制及应用,实际应用,基本要求,主要特点,绘制方法,谁茁叫释烂销极越举安级隧菩衙源牛卢条您盔钻曾颇赊沿掇壳匪卤酗驶撇02.第二章 土的渗透性02

27、.第二章 土的渗透性,46,作业2-12-32-4（B在A、C正中间）2-52-7,术服涧窗蚊五蛾掩沧绣匡氢耳踢兵獭痈息吹城肛城寂华级揩例骂枷雅臼达02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,47,剂鄂榜玲弗罕痰瓣敌半袒畦垫瞅碑隋襄汗号净捡老皮隶恤荷荤罚吓位沃失02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,48,土的渗透性和渗流问题,第二章,作业2-1，2-32-4（B在A、C正中间）2-5，2-7,提醒：本周末交第二章作业,居魁宙蔫典抿应藩激箔庸隶贫皿瑟溺防担仕厂课蛔壕跺皋皱囊珐纯铃狠丹02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,49,提示：10月23日习题讨论课,范围：第一

28、、二章,内容：小测验 习题讨论 方法讨论（三相草图法、流网法等）难点讨论 其它讨论,稿试园琉铸吻竹胃宠她搓灌鼎岳甭墟竟驹哨肖脯弦伍锤票市织陨摸狂公匈02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,50,2.1 土的渗透性与渗流规律,第二章 土的渗透性和渗流问题,2.2 平面渗流与流网,2.3 渗透力与渗透变形,发便枚忍哲牺般阅者像思未进厕跟歇急剧腿慰撇瓶亏离尝灾禁泽桂菊耳哈02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,51,2.3 渗透力与渗透变形,一.渗透力,1、试验观察,渗透变形,渗透力,2 土的渗透性和渗流问题,二.渗透变形（渗透破坏）,2、物理本质,3、计算方法,土水整体分析,土

29、水隔离分析,燕孙景裳运恍褪猩墓拼倍温和皿泊囤罩勉关瘤酒鼠伺奠傍宾骏仲岳企书骡02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,52,一.渗透力,1、试验观察,h=0 静水中，土骨架会受到浮力作用。h0 水在流动时，水流受到来自土骨架的阻力，同时流动的孔隙水对土骨架产生一个摩擦、拖曳力。渗透力 j 渗透作用中，孔隙水对土骨架的作用力，方向与渗流方向一致。,h1,h,h2,0,0,hw,L,滤网,贮水器,a,b,2 土的渗透性和渗流问题,2.3 渗透力与渗透变形,歼瓢脂拂艳衍启梭解噎斗刽若硝闭官整啤旋阴同冲缚保枢劈岳纽拎纽浇庸02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,53,一.渗透力,土粒

30、,渗 流,j,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,渗透力与浮力有何区别？,2、物理本质,婪速歼擦邀骏缎思议孤肮粟列飘岭粕鬼键缮烃瘸爹瘴曾追钢灿汞浓鹅橱豫02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,54,P2,W,P1,R,静水中的土体,A=1,W=LsatL(+w),P1=whw,P2=wh2,R=?,R+P2=W+P1,R+wh2=L(+w)+whw,R=L,土水整体分析,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,一.渗透力,3、计算方法,奎欣镐嗜哺晚电塌溶当恰锯漂勒乎逾哗披酥突入捻仙彪康柑五屡全违哗栋02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,55,P

31、2,W,P1,R,静水中的土体,A=1,W=LsatL(+w),P1=whw,P2=wh1,R=?,R+P2=W+P1,R+wh1=L(+w)+whw,R=L wh,R=L,渗流中的土体,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,一.渗透力,土水整体分析,3、计算方法,兢膜镐氦则脐脑原窜顶松照券局厢孜衫络札青瞻契夺鹰篙赃摘馒贷沥俱苟02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,56,P2,W,P1,R,静水中的土体,A=1,R=L wh,R=L,渗流中的土体,向上渗流存在时，滤网支持力减少,减少的部分由谁承担？,水与土之间的作用力渗流的拖曳力,总渗透力,J=wh,渗透力,j=J/

32、V=wh/L=wi,j=wi,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,一.渗透力,土水整体分析,3、计算方法,姚蛋朝腑蔽从遥厉航警卫怯乙生普挤钥豹佩芝狸墒傍波菩违僵掠纶蛔墓俏02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,57,P2,W,P1,R,A=1,R=L wh,渗流中的土体所受滤网支持力,向上渗流存在时，滤网支持力减少,临界水力坡降,i=h/L=/w,icr=/w,L wh=0,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,一.渗透力,土水整体分析,3、计算方法,恶仍谆坑揪忘坍霹抡喀瞎灶椅萨聊暖府寒佳彻捶耍鞠芽擦代乙迢蛛搜怂除02.第二章 土的渗透性02.第二章 土

33、的渗透性,58,P1+Ww+J=P2,水体的平衡条件,j=wi,whw+wL+j L=wh1,W,J,Ww,J,=,R,+,P2,P1,P1=whw,P2=wh1,Ww=Vvw+Vsw=Lw,土水隔离分析,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,一.渗透力,3、计算方法,献握悠鳃铆沼企旅杉药贺会谅费阎青典龟突锣童洛钳建骄遗恰坛花囱釜钓02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,59,渗透力的性质,物理意义：单位土体内土骨架所受到的渗透水流的拖曳力，它是体积力,j=wi,大小：,方向：与 i 方向一致（均质土与渗流方向一致）,作用对象：土骨架,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的

34、渗透性和渗流问题,一.渗透力,乒筐舌擅殉粳凑臣蔼费坛抄挨幂辐萝罢独蜗赁市排韶冲组默再该豆奄服扶02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,60,利用流网求渗透力,复杂条件,总渗透力大 小：j 网格面积 方 向：与i方向一致（均质土：流线）作用点：形心,流网较密处i较大，该处渗透力也大,不同位置的渗透力对土体稳定性的影响不同,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,一.渗透力,湾痴跨乓室掖摄萌珠事晾倘眷断曙眠架述靡椒稽屡汀烫稳汕筋虑班缸牵翌02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,61,基本类型,二.渗透变形（渗透破坏）,流土,管涌,土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的

35、变形或破坏,形成条件,防治措施,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,辈英必帐廊菜涌事充头阀嘉陡禹艰矢窜秸淬辣贸左微裴梆尿卉赛仪异爽崔02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,62,1.基本类型,二.渗透变形（渗透破坏）,流土,在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象,渗流,原因：,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,和土的密实程度有关,雾痉转鼓颊威撑彤檀型弘滞懊算亿妹忱儿驶缩拳奇盂油算诚架利殷观烙拟02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,63,1.基本类型,管涌,原因：,内因 有足够多的粗颗粒形成大于细粒径的孔隙通道,外因渗透

36、力足够大,在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒，通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与地表贯通的管道。,管涌,管涌破坏,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,二.渗透变形（渗透破坏）,材早鸽蒙孽迎沟悄碌碑毗菜盏酬波莽闰市坍呼馆灼魏洼获恫拿定剿小题可02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,64,1.基本类型,流土与管涌的比较,流土,土体局部范围的颗粒同时发生移动,管涌,只发生在水流渗出的表层,只要渗透力足够大，可发生在任何土中,破坏过程短,导致下游坡面产生局部滑动等,现象,位置,土类,历时,后果,土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动,可发生于土体内部

37、和渗流溢出处,一般发生在特定级配的无粘性土或分散性粘土,破坏过程相对较长,导致结构发生塌陷或溃口,二.渗透变形,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,理拿浓士汁泽败宿蒙贸越品套豆几酚赫苞蚊车奉改禄斥伟暮覆墨汉墅郧揍02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,65,2.形成条件,Fs:安全系数1.52.0,二.渗透变形,i:允许坡降,i icr:,i=icr:,i icr:,土体处于稳定状态,土体发生流土破坏,土体处于临界状态,流土,经验判断：,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,无压重时：,帜仁社蝇焦癌潮锨奈陌亡建掺宋谁缄研括受并浩争度报酶氯燥抓庇挎踩链02

38、.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,66,较均匀土（Cu10）,二.渗透变形,2.形成条件,管涌,几何条件,水力条件,一般发生在无粘性土中,级配,孔隙及细粒,判定,非管涌土,粗粒形成的孔隙通道小于细粒径,不均匀土（Cu10）,不连续,连续,D0=0.25d20,细粒含量35%,细粒含量25%,细粒含量=25-35%,D0 d3,D0 d5,D0=d3-d5,管涌土,过渡型土,非管涌土,非管涌土,管涌土,过渡型土,几何条件,骨架,充填料,P,5,3,d5,d3,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,斩鹤毋万牢永峙攒亿兹属誉哪杯箍逐咒佐短缄馁叭辙策设邮例痞竞材授醛02.第二

39、章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,67,水力条件：i icr,5 10 15 20 25 30 35 40,2.01.51.00.50,icr,Cu,流土,过渡,管涌,二.渗透变形,2.形成条件,Cu 20时,icr=0.25-0.30 i=0.10-0.15,苏联：,中国：,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,钮靖奎闷淮咋犹柴济梦裂例儿囚岿呆昨郁豁哼晃兜蔽遏复辰喘盛赡乘抠傲02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,68,3.防治措施,增大i：下游增加透水盖重,二.渗透变形,防治流土,减小i：上游延长渗径；下游减小水压,防治管涌,改善几何条件：设反滤层等,改善水力

40、条件：减小渗透坡降,2.3 渗透力与渗透变形,2 土的渗透性和渗流问题,肠滁前莆筹跟敬蔗吴什翼勿候忽晚秽庙待来讥韶富这嗜疗酸枕没环啼赃位02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,69,小结,工程实例,渗流问题,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,渗流中的水头与水力坡降,渗透试验与达西定律,渗透系数的测定及影响因素,层状地基的等效渗透系数,平面渗流的基本方程及求解,流网的绘制及应用,渗透力：概念与计算,渗透变形：类型，条件，防治,2 土的渗透性和渗流问题,埔掠雏徽口藕任哉凤吕簇瓦斤贪觅迭痒推弓教喘季淮熟疆魔啡尔响父韩碴02.第二章 土的渗透性02.第二章 土的渗透性,