土力学第三章土的渗透性VIP免费

土的渗透性的概念•水的渗透：指水在水力坡降的作用下，流过土中连通孔隙的现象。•土的渗透性：指土体具有让水透过的性能。•水力坡降：指土体两端的水头与要流过的土体厚度之比。•水要在土体中发生流动，必须达到一定的水力坡降。砂土的达西定律•砂土的达西定律：当水流处于层流状态时，砂土的渗透速度与水力坡降成正比。•砂土的渗透性：砂土颗粒较粗，颗粒之间不存在连接力，只要存在水力坡降，水在砂土中就会发生流动。•渗透系数：指水力坡降等于1时的渗透速度。反映土体渗透性的大小。Lhkkiv粘性土的达西定律•粘性土的达西定律：当水流处于层流状态时，粘性土的渗透速度与水力坡降成正比。•起始水力坡降ib：由于粘性土的颗粒之间存在连接力所致。•粘性土的渗透性：相同水力坡降条件下，水在砂土中可以流动，而在粘性土中只有水力坡降大于起始水力坡降时才流动)(biikv渗透系数的测定•试验方法：常水头试验、变水头试验•常水头试验：在试验过程中水头始终保持不变，适用于粗粒土。测定在一定时间内流出的水量计算渗透系数。•变水头试验：在试验过程中水头不断变化，适用于细粒土。测定水头下降一定高度所需要的时间计算渗透系数。AhtQLk2112log)(3.2hhttAaLk渗透试验简图•常水头试验：试验过程中，h保持不变•变水头试验：试验过程中，h随时间变化（下降）hh1h2abab土的透水性划分•根据渗透系数的大小，土的透水性划分为三类：强透水性土：k>10-2cm/s中等透水性土：k=10-3cm/s~10-5cm/s弱透水性土：k<10-6cm/s•实际工程中，根据实际部位的要求，选择相应透水性的土体。渗透系数的影响因素-1•影响因素：颗粒大小和级配、孔隙比、水的动力粘滞系数、封闭气体、有机质和胶体颗粒、成层土•颗粒大小和级配的影响：颗粒大，渗透系数大；颗粒小，渗透系数小。级配不均匀的渗透系数小于级配均匀的渗透系数，说明级配越不均匀，渗透系数越小；级配越均匀，渗透系数越大。•孔隙比的影响：土越松散，孔隙比越大，则渗透系数越大；土越紧密，孔隙比越小，则渗透系数越小。•有机质和胶体颗粒的影响：有机质越多，胶体颗粒含量越少，渗透系数越大。渗透系数影响因素-2•水的动力粘滞系数的影响：渗透系数k随温度的变化而变化。渗透系数以10C时的温度为准，其它温度下的渗透系数kT需换算成10C下的渗透系数k10：k10=kT.T/10（是水的动力粘滞系数）•封闭气体的影响：土中气体分为两部分：自由气体、封闭气体。封闭气体的存在，会阻塞通道，影响土的渗透性。封闭气体含量越多，则渗透系数越小。•成层土的影响：水平方向的渗透系数总是大于垂直方向的渗透系数。成层土的渗透性•因为土实际上是成层分布的，所以存在着平行层理方向和垂直层理方向的渗透系数。H1q1i1k1H2q2i2k2H3q3i3k3xy0垂直水平平行层理方向的渗透系数•两层土的渗透系数：具有以下特性：1）各层的水力坡降相等，即i=i1=i2；2）总渗流量等于各分层流量之和，即q=q1+q2则两层土的水平向渗透系数为：•n层土的渗透系数：垂直层理方向的渗透系数•两层土的渗透系数：具有以下特性：1）总水头等于两部分水头损失之和，即h=h1+h2，即iH=i1H1+i2H2；2）各层的渗流量相等，即q=q1=q2。则两层土的垂直向渗透系数为：•n层土的渗透系数：讨论•水平方向的渗透系数总是大于垂直方向的渗透系数kx>ky•说明：1）如果成层土的厚度大致相同，而渗透系数又相差比较大的情况下，水平方向的渗透系数取决于透水性最大一层的渗透系数；2）垂直方向的渗透系数则取决于最不透水一层的渗透系数。有效应力和孔隙水压力•外荷载分担：外加荷载作用在土体上，一部分由土颗粒承担，一部分由孔隙水承担，一部分由孔隙气体承担。对于饱和土，外加荷载只由土颗粒和水承担。•总应力：指外荷载作用在土体上的总的应力。•有效应力：指土体中的土颗粒所承担的外荷载部分所产生的应力。•孔隙水压力：指土体中的水所承担的外荷载部分所产生的应力。•总应力、有效应力和孔隙水压力之间存在关系。有效应力原理•有效应力原理：指土体在外荷载作用下，孔隙水压力和有效应力之和始终等于总应力。孔隙水压力增加，必然引起...