《高等土力学》第二章 土的渗透性和渗流.pdf
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——谢康和
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§2 土的渗透性和渗流Permeability of Soil and Seepage
§2 土的渗透性和渗流Permeability of Soil and Seepage
§§22 土土的的渗渗透透性性和和渗渗流流PPeerrmmeeaabbiilliittyy ooff SSooiill aanndd SSeeeeppaaggee
§2.1 土的渗透性
§2.1.1 Darcy定律
§2.1.2 达西定律的适用范围及非达西渗流定律
§2.1.3 土的渗透性及影响因素
§2.1.4 渗透系数的测定
§2.1.5 分层土的等效渗透系数
§2.2 渗流
§2.2.1 渗流连续方程
§2.2.2 渗流问题的求解(一维渗流问题的求解)
§2.2.3 渗透力
§2.1 土的渗透性:土体允许水透过的性能
§2.1 土的渗透性:土体允许水透过的性能
§§22..11 土土的的渗渗透透性性::土土体体允允许许水水透透过过的的性性能能
§2.1.1 Darcy(达西)定律
§2.1.1 Darcy(达西)定律
§§22..11..11 DDaarrccyy((达达西西))定定律律 1856年
法国水利工程师达西(Darcy)于
1856年在均匀的砂中进行一维渗透
试验,原理如右图。试验结果表
明:
h −h
q= kA 1 2 = kAi= Av
L
§2.1 土的渗透性§2.1.1 Darcy(达西)定律
§2.1 土的渗透性§2.1.1 Darcy(达西)定律
§§22..11 土土的的渗渗透透性性§§22..11..11 DDaarrccyy((达达西西))定定律律
其中:
3
q— 流量, 即单位时间内通过砂土试样的水量;m /s
L— 两测管间的垂直距离;m
2
A— 砂土试样断面积;m
h 、h —两测管中的水头;m
1 2
k — 土的渗透系数(m/s),其物理意义即:单位水力梯度下的渗透
速度 (因为当 i = 1,由达西定律知:v = k)。
§2.1 土的渗透性§2.1.1 Darcy(达西)定律
§2.1 土的渗透性§2.1.1 Darcy(达西)定律
§§22..11 土土的的渗渗透透性性§§22..11..11 DDaarrccyy((达达西西))定定律律
上式可改写成: v=ki(渗流线性定律)
式中:
h −h dh
i= 1 2 = −
L dl
i:水力梯度(水力坡降),单位距离上的水头损失
v — 水在土中的渗透速度(以整个土截面计算的平均速度);m/s
即单位时间内流过土中单位横断面积的水量。
达西定律
达西定律
此即达达西西定定律律,这表明土中渗流的速度与水力梯度成正比,比例系数
即为渗透系数k。
应注意
应注意
应应注注意意:这里的渗透速度是以整个土截面计算的假定平均速度,并非孔
隙中水的实际流速。
§2.1 土的渗透性
§2.1 土的渗透性
§§22..11 土土的的渗渗透透性性
§2.1.2 达西定律的适用范围及非达西渗流定律
§2.1.2 达西定律的适用范围及非达西渗流定律
§§22..11..22 达达西西定定律律的的适适用用范范围围及及非非达达西西渗渗流流定定律律
大部分土中渗流服从达西定律,但也有部分土中渗流偏离Darcy定
律。
对粗粒土,常用雷诺(Reyndd,英
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