土的渗透性及渗流.pptx

第二章土的渗透性及渗流中国海洋大学青岛学院土木工程系

土的渗透性及举例01土的水理性质02地下水的运动方式和判别03达西定律及其适应范围04渗透系数的测定05二维渗流及流网应用06渗透力、潜蚀和流沙的危害及防治07渗流情况下的有效应力和孔隙水压力08本章主要内容

学习要求掌握：土的渗透性土的渗流渗透力与渗透破坏渗透系数的测定渗流情况下的孔隙水应力和有效应力的计算难点：渗流重点：达西渗透定律;渗流情况下的孔隙水应力和有效应力的计算

土的问题是指由于水的渗透引起土体内部应力状态的变化或土体、地基本身的结构、强度等状态的变化，从而影响建筑物或地基的稳定性或产生有害变形的问题。由于土是具有连续孔隙的介质，当土中两点存在着能量差时，也就是存在水位差时，水就在土的孔隙中从能量高的点（水位高的点）向能量低的点流动。这种水透过土体孔隙的现象就叫做渗透（渗流）。土具有被水等液体透过的性质叫渗透性。2.1土的渗透性及举例

土石坝坝基坝身渗流浸润线透水层不透水层渗流量渗透变形土的渗透性及举例

板桩围护下的基坑渗流透水层不透水层板桩墙基坑渗流量渗透变形土的渗透性及举例

渠道渗流渗流量渗流时地下水位土的渗透性及举例

水井渗流透水层不透水层天然水面漏斗状潜水面Q

渗流滑坡土的渗透性及举例

21土的水理性质：土体在水的作用及其变化的条件下，产生土的物理、力学状态及性质的变化以及对工程的影响。这里主要讨论以下的两方面问题：土的毛细水性质土的冻胀2.2土的水理性质

土的毛细水性质土的毛细现象：土中水在表面张力作用下，沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象土能够产生毛细现象的性质称为土的毛细性。土的水理性质土的毛细性对工程的影响：毛细水上升是引起路基冻害的因素之一对于房屋建筑，毛细水的上升会引起地下室过分潮湿毛细水的上升可能引起土的沼泽化和盐渍化，对工程及农业经济都有很大的影响

土的冻胀影响冻胀的因素有下列三个方面：1、土的因素2、水的因素3、温度的因素土的水理性质上述三方面的因素是土层发生冻胀的三个必要条件。其结论是：在持续负温作用下，地下水位较高处的粉砂、粉土、粉质粘土等土层常具有较大的冻胀危害。主要措施：将构筑物基础底面置于当地冻结深度（可查有关规范）以下，以防止冻害的影响。

2.2地下水的运动方式和判别地下水：地下水位以下的重力水。除特殊情况外，地下水总是处在运动状态之中。地下水的运动方式的分类：1、按流线形态：层流、湍流2、按水流特征随时间的变化状况分为：稳定流运动、非稳流运动3、按水流在空间上的分布状况分为：一维流动、二维流动、三维流动地下水运动的基本方式

地下水的运动方式和判别雷诺（英国）1883年得出了划分层流与湍流的定量界限，称雷诺数。圆管中水的流动雷诺数：式中：v为圆管水流的速度，cm/s；d为圆管的直径，cm；s为水的运动粘滞系数，也称斯托克斯系数，1ST=1cm2/s。当温度T=0摄氏度时，；当温度T=30摄氏度时，根据计算结果当Re(2000~2300)时属层流；当Re（2000~2300）时属湍流。地下水运动方式的判别—雷诺数

几个重要的概念水的渗流是由水头势能驱动，从水头高（势能大）的地方流向水头低（势能小）的地方。水头(waterhead)：单位重量水体所具有的能量。渗流中一点的总水头h可用下式表示：h=z+(2-1)z—位置水头—压力水头—流速水头，流速水头近似等于0它们的物理意义均代表单位重量水体所具有的各种机械能。1、各种水头概念及水力坡降

ABLh1h2zAzBΔh00基准面水力坡降线A点总水头：B点总水头：总水头：水力坡降：渗流流过单位长度时的水头损失。几个重要的概念水力坡降的物理意义

注意：土体中两点是否会发生渗流，只取决于总水头差，若hA≠hB时，才会发生水从总水头高的点向总水头低的点流动(但水并非一定向低处流)。几个重要的概念2管内水流动的两种形式？（1）流动时相邻的两质点流线永不相交的流动称为层流。（2）若水流动时，相邻的两个质点流线相交，流动时将出现漩涡，这种流动称为湍流。土体中水的流速很小可看作为层流。

2.4达西定律及其适用范围可以说，达西的发现首次从数量上揭示了多孔介质中水流与多孔介质渗透性之间的数量关系，使多孔介质中地下水流计算成为可能。现代地下水流计算中，几乎所有的经典计算方法和计算模型，都是直接或间接地由达西定律推倒而得来。所以可以毫不夸张地说，