土力学课件-第三章-土的渗透性.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2.流网绘制实例（１） 2.流网绘制实例（２） 　如图2－9为一带板桩的溢流坝，其流网可按如下步骤绘出： 　1）首先将建筑物及土层剖面按一定的比例绘出，并根据渗流区的边界，确定边界线及边界等势线。 如图中的上游透水边界AB是一条等势线，其上各点水头高度均为h1，下游透水边界也是一等势线，其上各点水头高度均为h2。坝基的地下轮廊线B—1—2—3—4—5—6—7—8—C为一条流线，渗流区边界EF为另一条边界流线。 2.流网绘制实例（３） 　2）根据流网特性，初步绘出流网形态。 　可先按上下边界流线形态大致描绘几条流线，描绘时注意中间流线的形状由坝基轮廊线形状逐步变为不透水层面EF相接近。中间流线数量越多，流网越准确，但绘制与修改工作量也越大，中间流线的数量应视工程的重要性而定，一般中间流线可绘3～4条。流线绘好后，根据曲边正方形网格要求，描绘等势线。绘制时应注意等势线与上、下边界流线应保持垂直，并且等势线与流线都应是光滑的曲线。 2.流网绘制实例（４） 　3）逐步修改流网。　　初绘的流网，可以加绘网格的对角线来检验其正确性。如果每一网格的对角线都正交，且成正方形，则流网是正确的，否则应作进一步修改。但是，由于边界通常是不规则的，在形状突变处，很难保证网格为正方形，有时甚至成为三角形或五角形。对此应从整个流网来分析，只要绝大多数网格满足流网特征，个别网格不符合要求，对计算结果影响不大。 　　　流网的修改过程是一项细致的工作，常常是改变一个网格便带来整个流网图的变化。因此只有通过反复的实践演练，才能做到快速正确地绘制流网。? 四、流网的工程应用（１） 1. 渗流速度计算 　　如图 2-9，计算渗流区中某一网格内的渗流速度，可先从流网图中量出该网格的流线长度 。根据流网的特性，在任意两条等势线之间的水头损失相等，设流网中的等势线的数量为 (包括边界等势线)，上下游总水头差为 ，则任意两等势线间的水头差为： 而所求网格内的渗透速度为 四.流网的工程应用（２） 2.渗流量计算 　　由于任意两相邻流线间的单位渗流量相等，设整个流网的流线数量为m(包括边界流线)，则单位宽度内总的渗流量q为： 　　　　　　　　　 　　这里△q为任意两相邻流线间的单位渗流量，q、△q的单位均为m3/d·m。其值可根据某一网格的渗透速度及网格的过水断面宽度求得，设网格的过水断面宽度(即相邻两条流线的间距)为b，网格的渗透速度为v，则 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 而单宽内的总渗流量q为 四.流网的工程应用（３） 　【例题3-1】 　　板桩支挡结构如图2－12所示，由于基坑内外土层存在水位差而发生渗流，渗流流网如图中所示。已知土层渗透系数k＝2.5×10－3 cm/s，A点、B点分别位于基坑底面以下1.2m和2.6m。 试求: (1) 整个渗流区的单宽流量q；(2) AB段的平均渗透速度vAB。 ? ? 四.流网的工程应用（４） 四.流网的工程应用（５） 　[解]（1） 基坑内外的总水头差： 　网图中共有4条流线，9条等势线，即 , 。在流网中选取一网格，如A、B点所在的网格，其长度与宽度为 ，则整个渗流区的单宽流量为： 四.流网的工程应用（６） （2） 任意两等势线间的水头差： ab段的平均渗透速度： 四.流网的工程应用（７） A点和B点的侧压水柱高度分别为： 而A点和B点的孔隙水压力分别为： 思考题 [3-1]影响土渗透能力的主要因素有哪些？ [3-2]何谓渗透模型？为什么要引人这一概念？ [3-3]渗透理论定义的渗流流速通常指什么流速？它与真实流速之间有什么关系？ [3-4]渗透系数的测定方法主要有哪些？它们的适用条件是什么？ [3-5]流网的绘制方法主要有哪几种？近似作图法有哪些步骤？ [3-6]渗透变形（流土、管涌）的发生机理和条件是什么？ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 一渗透力的计算（４） 　　　当饱和土体的存在有水头差时，水体就会通过土体间的孔隙流动，渗流时：渗透水要受到土骨架的阻力 。 　　　水对土骨架同则产生一种反力（冲击力）——这种反力叫做动水力 。 量纲： 一渗透力的计算（５）