土力学(第3章)VIP专享VIP免费

第三章土的渗透性及渗流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。土的渗透性：土具有被水透过的性能。渗流：液体在土孔隙或其他透水性介质中的流动问题。土的渗透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。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。土的渗透性：土具有被水透过的性能。渗流：液体在土孔隙或其他透水性介质中的流动问题。土的渗透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。第三章土的渗透性及渗流3-1概述♦渗流量问题♦渗透破坏问题♦渗流控制问题第三章土的渗透性及渗流3-2土的渗透性3.2.1渗流基本概念水在土中的渗流是由水头差或水力梯度引起的。根据D.伯努利定理，水头的定义为：zpgvhw22当水在土中渗流时，其速度很慢，可忽略速度引起的水头项，得出：zphw第三章土的渗透性及渗流3-2土的渗透性3.2.1渗流基本概念A,B两点的水头差为：)()(BwBAwABAzpzphhhLhi则水力梯度为水力梯度:单位流程总水头的变化水头的大小随选取的基准面不同而不同；注意：最关心的不是水头而是水头差；水在土中的渗流是从高水头向低水头流动。第三章土的渗透性及渗流3-2土的渗透性3.2.1渗流基本概念第三章土的渗透性及渗流例3-1求：（1）截面的位置水头、压力水头和总水头（2）截面之间的水头损失和水力梯度解：5255abcabc总水头变化：总水头变化：;25.111555255cmLLhhhacbcaccb水力梯度：5255abcabc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。著名的达西(Darcy)渗透定律：渗透速度：或渗流量为：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。著名的达西(Darcy)渗透定律：渗透速度：或渗流量为：kiLhkvkiAvAq第三章土的渗透性及渗流3-2土的渗透性3.2.2土的层流渗透定律讨论：砂土的渗透速度与水力梯度呈线性关系密实的粘土，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ib起始水力坡降虚直线简化达西定律适用于层流，不适用于紊流v=kiivO砂土0iv密实粘土第三章土的渗透性及渗流3-2土的渗透性3.2.2土的层流渗透定律)(biikv必须指出，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：必须指出，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：nvvr第三章土的渗透性及渗流3.2.2土的层流渗透定律适用于中砂、细砂、粉砂等粗砂、砾石、卵石等粗颗粒土不适合。24/12/25例题3-2两种土，土样1位于土样2的上部，长度都是20cm，总水头损失40cm，土样1渗透系数为0.03cm/s，土样2水力坡降为0.5。求土样2的渗透系数和土样1的水力坡降。[解]水头损失之和等于总水头损失：h1+h2=h=40cm根据水力坡降的概念，有i2=h2/L2=0.5，而L2=20cm得h2=10cmh1=hh2=4010=30cm第三章土的渗透性及渗流3.2.2土的层流渗透定律土样1的水力坡降i1=h1/L1=1.5水在土样1和土样2中渗流时的速度相同:v=k1i1=k2i2得k2=0.09cm/s。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。渗透系数测定方法可分为室内渗透试验和现场试验两大类。第三章土的渗透性及渗流3-2土的渗透性3.2.3渗透试验与渗透系数第三章土的渗透性及渗流3-2土的渗透性3.2.3渗透试验与渗透系数第三章土的渗透性及渗流☺...