土力学原理内容回顾•颗粒级配的工程应用•土的压实性•土的液塑性土力学原理台州学院建筑工程学院www.jzgc.tzc.edu.cnSoilMechanics土的渗透性及渗流土力学原理主要内容主要内容(Contents)(Contents)概述概述土的渗透性土中二维渗流及流网123渗透破坏与控制4土力学原理3.13.1概述概述几个基本概念几个基本概念渗透：液体从物质微也中透过的现象；渗透性：土体具有被液体透过的性质，也称透水性；渗流：液体在土孔隙或其他透水性介质中流动问题称为渗流。渗透性研究的三个方面渗透性研究的三个方面渗流量问题渗透破坏问题渗透控制问题土力学原理土石坝防渗斜墙及铺盖浸润线透水层3.13.1概述概述土石坝坝基坝身渗流土石坝坝基坝身渗流涉及渗流量与渗透破坏问题。不透水层土力学原理3.13.1概述概述板桩围护下的基坑渗流板桩围护下的基坑渗流透水层不透水层基坑板桩墙涉及渗流量、渗流压力与渗透破坏问题。土力学原理3.13.1概述概述水井渗流问题水井渗流问题透水层不透水层天然水面漏斗状潜水面Q抽水量涉及渗流量、水力参数问题。土力学原理主要内容主要内容(Contents)(Contents)概述概述土的渗透性土中二维渗流及流网123渗透破坏与控制4土力学原理3.23.2土的渗透性土的渗透性水头变化水头变化§3.2.1§3.2.1达西定律达西定律wAuhBwu总水头线LzAhA测管测管zBhB基准高程面土力学原理3.23.2土的渗透性土的渗透性水头与水力梯度水头与水力梯度水头：单位重量的水所具有的能量总水头：总水头＝势水头＋压力水头＋动水头，亦即：2wuvh=z++γ2g考虑到土中水的流速很小，可以忽略，于是，总水头可简化为：wuh=z+γ水力梯度（或坡降）：单位流径长度上的水头差：ABh-hΔhi==LL称之为测压管水头。土力学原理达西定律达西定律3.23.2土的渗透性土的渗透性法国人达西（Darcy）根据试验，得出：在层流条件下，土中水渗流速度与水头损失之间的关系，即达西定律：v=ki式中，q是单位渗水量，以m3/s计；v是断面平均流速，以m/s计；i是水力梯度，无量纲；k称为渗透系数，以m/s计；A是断面面积，以m2计；q=kiA土力学原理3.23.2土的渗透性土的渗透性达西定律的适用范围达西定律的适用范围v=kiivO砂土ib起始水力坡降虚直线简化0iv密实粘土bvkii较大水力梯度时，达西定律不能适用密实的粘土，需要克服结合水的粘滞阻力后才能发生渗透;同时渗透系数与水力坡降的规律还偏离达西定律而呈非线性关系砂土的渗透速度与较小水力梯度之间呈线性关系土力学原理3.23.2土的渗透性土的渗透性§3.2.2§3.2.2室内室内渗透试验渗透试验常水头试验常水头试验hQqtkiAtkAtL时间t内流出的水量QLk=hAt常水头试验：整个试验过程中水头保持不变，主要适用于透水性大（k>10-3cm/s）的土，例如砂土。于是可知：土力学原理3.23.2土的渗透性土的渗透性变水头试验变水头试验任一时刻t的水头差为h，经时段dt后，细玻璃管中水位降落dh，在时段dt内流经试样的水量.dQ=－adh在时段dt内流经试样的水量dQ=kiAdt=kAh/Ldt由于管内减少水量就是流经试样水量－adh=kAh/Ldt1212h-h＝aLklnAtt适用于透水性差，渗透系数小的粘性土于是，可解得：截面面积a截面面积a土力学原理§3.2.3§3.2.3渗透系数渗透系数3.23.2土的渗透性土的渗透性影响渗透系数的因素影响渗透系数的因素土粒大小与级配细粒含量愈多，土的渗透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多时，砂土的渗透系数就会大大减小。土的密实度同种土在不同的密实状态下具有不同的渗透系数，土的密实度增大，孔隙比降低，土的渗透性也减小。土中封闭气体含量土中封闭气体阻塞渗流通道，使土的渗透系数降低。封闭气体含量愈多，土的渗透性愈小。土力学原理3.23.2土的渗透性土的渗透性影响渗透系数的因素影响渗透系数的因素水的动力粘滞系数动力粘滞系数随水温发生明显的变化。水温愈高，水的动力粘滞系数愈小，土的渗透系数则愈大。20TT20k=kηη式中：kT、k20分别为T℃和20℃时水的动力粘滞系数，可查表。土的结构与构造细粒土的结构一旦扰动，原有的过水通道的形状、大小及其分布就会发生改变，因...
