土力学与地基基础第二章VIP免费

土中水的运动规律第二章《土力学与基础工程》电子教案主讲：孔德成学习目标与要求（1）掌握达西定律及其适用条件、渗透系数K的物理意义;理解各种土体中的4渗透规律；了解渗透流速与实际流速的关系。（2）掌握渗透试验方法和适用条件；理解渗透系数的影响因素及各种土体K的取值范围；了解成层土的渗透系数的计算。（3）掌握渗透力的概念和计算，渗透变形的基本形式及产生条件；理解渗透变形的判别方法及其防治措施；了解孔隙水应力与有效应力的概念。§2土中水的运动规律渗流水、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非饱和土的渗透性饱和土的渗透性概述强度特性变形特性强度特性变形特性§2土中水的运动规律概述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土中水的运动规律概述板桩墙板桩围护下的基坑渗流透水层不透水层基坑§2土中水的运动规律概述透水层不透水层天然水面水井渗流漏斗状潜水面Q§2土中水的运动规律概述渠道渗流原地下水位渗流时地下水位§2土中水的运动规律概述渗流滑坡渗流滑坡§2.1土的毛细性第二章土中水的运动规律§2.3渗透力与渗透变形§2.2达西定律一、土层中的毛细水带土层中由毛细水所湿润的范围称为毛细水带。根据毛细水带的形成条件和分布状况，可分为三种，即正常毛细水带、毛细网状水带和毛细悬挂水带二、毛细水压力若毛细管内水柱上升到最大高度hmax，根据平衡条件知道管壁与弯液面水分子间引力的合力S等于水的表面张力σ，若S与管壁间的夹角为θ，则作用在毛细水柱上的上举力P为P=S•2πrcosθ=2πrσcosθ毛细管内上升水柱的重力G为：G=γωπr2hmax碎石类土，无毛细作用；砂性土，hmax=0.2~0.3m；粉性土，hmax=0.9~1.5m；而粘性土的hmax不及粉性土，上升速度也较慢。对于粉砂、粉土和粉质粘土等，毛细现象较显著，毛细水上升高度大，上升速度快。10edChc估算毛细水上升高度的经验公式C—系数,与土粒形状和表面洁净情况e—孔隙比d10—有效粒径§2土中水的运动规律一．达西定律的表达式与适用条件ABL§2.2达西定律透水层不透水层基坑板桩墙ABLh1h2zAwAuwBuzBΔh00基准面水力坡降线总水头－单位质量水体所具有的能量wAA1uzhA点总水头：wBB2uzhB点总水头：12Δh=h-hLhi水力坡降：一．达西定律的表达式与适用条件UA=UB=空气大气压渗透定律（达西定律）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。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i＝1时的渗流速度单位：mm/s,cm/s,m/s,m/day一．达西定律的表达式与适用条件LHkkiv砾石类土中的渗流不符合达西定律，属于紊流范畴，采用经验公式，不做介绍。ivovcrivoi0层流（线性流）——大部分砂土，粉土；疏松的粘土及砂性较重的粘性土粘性土：致密的粘土i>i0,v=k(i-i0)首先要克服颗粒间的粘滞阻力vki砂土粘性土0ivki（）二.渗透系数的测定方法室内试验测定方法野外试验测定方法§2.2达西定律常水头试验法变水头试验法井孔抽水试验§2.2渗透系数的测定•室内试验方法1—常水头试验法二.测定方法结果整理试验装置：如图试验条件:Δh，A，L=const量测变量:Q，ti=Δh/LV=Q/tv=kiQLkhAt适用土类：透水性较大的砂性土整个过程中土样中水头压力不变。实验开始后，水自上而下流经土样，在渗流稳定后，测得时间t内流经土样的流量Q，同时读的两水面的水头差。二.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:Δh变化，A、L=const量测变量:Δh，t透水性较小的粘性土常水头法仅适用于：透水性较大的砂性土tt+Δt一.测定方法•室内试验方法2—变水头试验法理论依据:t时刻：ΔhΔtdhdQe=-adhdQo=kiAdt=k(Δh/L)AdtdQe=dQo流入量：流出量：连续性条件：-adh=k(Δh/L)AdthdhkAaLdt21hht0hdhkAaLdt21hhlnkAaLt21hhlnAtaLk常水头试验变水头试验条件Δh=constΔh变化算式21hhlnAtaLkQLk=AΔht•室内试验方法二.测定方法适用粗粒土粘性土•野外测定方法－抽水试验和注水试验法优点：可获得现场较...