第三章土的渗透性与渗流详解.ppt

二.流网的绘制及应用 流 网——渗流场中的两族相互正交曲线——等势线和流线所形成的网络状曲线簇。 流 线——水质点运动的轨迹线。 等势线——测管水头相同的点之连线 。 流网法——通过绘制流线与势线的网络状曲线簇来求解渗流问题。 §3 土的渗透性和渗透变形 H △h 0 基本要求 1. 正交性：流线与等势线必须正交 二.流网的绘制及应用 §3 土的渗透性和渗透变形 H △h 0 l s l s 2. 各个网格的长宽比c应为常数。取c=1，即为曲边正方形 3. 在边界上满足流场边界条件要求，保证解的唯一性。 A B C D l s H △h 0 0 l s 二.流网的绘制及应用 §3 土的渗透性和渗透变形 绘制方法 一个高精度的流网图，需经过多次的修改后才能完成。 根据渗流场的边界条件 确定边界流线和首尾等势线 正交性 曲边正方形 初步绘制流网 流线→等势线→反复修改，调整 精度较高的流网图 流网特点 与上下游水位变化无关 Δh=const； 与k无关； 等势线上各点测管水头h相等。 二.流网的绘制及应用 §3 土的渗透性和渗透变形 H △h 0 l s l s 测管水头 h 实际应用 确定孔压 确定流速 确定流量 二.流网的绘制及应用 §3 土的渗透性和渗透变形 水力坡降 H △h 0 l s l s §3.4 渗流力与渗透变形 一. 渗透力 试验观察 Δh=0 静水中，土骨架会受到浮力作用。 Δh0 水在流动时，水流受到来自土骨架的阻力，同时流动的孔隙水对土骨架产生一个摩擦、拖曳力。 渗透力 j ——渗透作用中，孔隙水对土骨架的作用力，方向与渗流方向一致。 §3 土的渗透性和渗透变形 渗透变形 渗透力 h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b 一. 渗透力 §3 土的渗透性和渗透变形 h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b 土粒 渗 流 j §3 土的渗透性和渗透变形 一. 渗透力 h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b P2 W P1 R 静水中的土体 A=1 W = Lγsat＝L(γ’ + γw) P1 = γwhw P2 = γwh2 R = ? R + P2 = W + P1 R + γwh2 = L(γ’ + γw) + γwhw R = γ’L 土水整体分析 §3 土的渗透性和渗透变形 一. 渗透力 h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b P2 W P1 R 静水中的土体 A=1 W = Lγsat＝L(γ’ + γw) P1 = γwhw P2 = γwh1 R = ? R + P2 = W + P1 R + γwh1 = L(γ’ + γw) + γwhw R = γ’L－ γwΔh R = γ’L 渗流中的土体 土的渗透性和渗透变形 第三章 §3 土的渗透性和渗透变形 碎散性 多孔介质 三相体系 孔隙流体流动 渗流 水、气等在土体孔隙中流动的现象 渗透性 土具有被水、气等液体透过的性质 渗透特性 强度特性 变形特性 非饱和土的渗透性 饱和土的渗透性 概述 能量差 §3 土的渗透性和渗透变形 渗流量 渗透变形 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 §3 土的渗透性和渗透变形 渗水压力 扬压力 渗流量 渗透变形 透水层 不透水层 基坑 板桩墙 板桩围护下的基坑渗流 §3 土的渗透性和渗透变形 渗流量 透水层 不透水层 天然水面 水井渗流 漏斗状潜水面 Q §3 土的渗透性和渗透变形 渗流量 原地下水位 渗流时地下水位 渠道渗流 §3 土的渗透性和渗透变形 渗流滑坡 渗流滑坡 §3 土的渗透性和渗透变形 渗流量 渗透变形 渗水压力 渗流滑坡 土的渗透性及渗透规律 二维渗流及流网 渗透力与渗透变形 扬压力 土坡稳定分析 挡水建筑物 集水建筑物 引水结构物 基坑等地下施工 边坡渗流 §3.2 §3 土的渗透性和渗透变形 一．渗流中的水头与水力坡降 二．渗透试验与达西定律 三．渗透系数的测定及影响因素 能量方程 渗流速度的规律 渗透特性 四．层状地基的等效渗透系数 地基的渗透系数 §3 土的渗透性和渗透变形 一．渗流中的水头与水力坡降 A B L 透水层 不透水层 基坑 板桩墙 A B L §3 土的渗透性和渗透变形 一．渗流中的水头与水力坡降 h1 h2 zA zB Δh 0 0 基准面 水力坡降线 总水头－单位质量水体所具有的能量 z：位置水头 u/γw：压力水头 V2/(2g)：流速水头≈0 A点总水头： B点总水头： 总水头： 水力坡降： 二. 渗透试验与达西定律 试验前提：层流