土中水的运动规律 - 副本VIP免费

1第二章土中水的运动规律概述土的渗透性二维渗流及流网土的毛细性及土的冻胀主要内容主要内容本章重点：渗透定律、渗透系数、动水力及流砂现象22.1土的渗透问题概述浸润线流线等势线下游上游土坝蓄水后水透过坝身流向下游渗透——自由水在水位差作用下，发生从土内孔隙中透过的现象H隧道开挖时，地下水向隧道内流动3•研究渗流主要解决两类问题•渗流量计算问题：深基坑开挖排水问题•渗流稳定与渗流控制问题：产生渗透变形，甚至渗透破坏，如道路边坡破坏、堤坝失稳、地面隆起等42.2土的渗透性一、达西定律1856年法国学者Darcy对砂土的渗透性进行研究结论：水在土中的渗透速度与试样的水力梯度成正比渗透试验播放达西定律V=K·Δh/L=KiK——渗透系数，cm/si——水力梯度，即沿渗流方向单位距离的水头损失Δhh2h15讨论：1）公式适用于层流情况，一般适用于中、细、粉砂土；2）在粘土中应按修正后的达西定律考虑起始水头梯高io计算。V=K（i-io）。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起始水力坡降i0v=kiivO砂土0iv密实粘土虚直线简化)(0iikv砾土6二渗透系数及其确定方法LhkAtQq时间t内流出的水量hAtQLk1.常水头试验————整个试验过程中水头保持不变，适用于透水性大砂土（k>10-3cm/s）。Δhh2h1:测定渗透系数方法试验室测定:常水头试验变水头试验现场抽水试验72．变水头渗透试验————整个试验过程水头随时间变化适用于适用于透水性差，渗透系数小的粘性土。8截面面积a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=kAdth/L管内减少水量＝流经试样水量－adh=kAh/Ldt2112lnhhttAaLk＝2112lg3.2hhttAaLk＝分离变量积分得9212212)/ln(hhrrqK3．现场抽水试验————室内试验时不易取得原状土样，或者土样不能反映天然土层的层次或土颗粒排列情况时图2-6现场抽水试验非承压完整井还有其它几种形式？10①水平向渗流时KhI=I1=I2q=q1+q2F=F1+F2=1×h1+1×h2=h1+h2Kh=∑Kihi/∑hi受渗透系数最大的土层控制②竖直向渗流时KVq=q1=q2；F=F1=F2ΔH=ΔH1+ΔH2KV=∑Kihi/∑(hi/KI)受渗透系数最小的土层控制Δh1Δh2qFk1k2k1k2q1q2h1h2qh1h24．成层土的渗透系数11（1）土的矿物成分：蒙脱石含量↑，或有机质↑，则K↓（2）粒度成分：粗↑，浑圆↑均匀↑则K↑（3）结合水膜厚度↑,K↓；厚度↓，K↑（4）土的结构构造：黄土KV》Kn，夹砂粘土KV