《土的滲透性和滲流》PPT課件

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1、第2章土的滲透性和滲流問(wèn)題§2.1概述§2.2土的滲透性§2.3滲透力與滲透變形1本章特點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)主要難點(diǎn)有較嚴(yán)格的理論（水流的一般規(guī)律）有經(jīng)驗(yàn)性規(guī)律（散粒體多孔介質(zhì)特性）注重對(duì)物理概念和意義的深入理解注意土是散粒體（多孔介質(zhì)）這一特點(diǎn)水頭及水力坡降滲透力及其分析方法§2土的滲透性和滲流問(wèn)題2§2.1概述§2.2土的滲透性§2.3滲透力和滲透變形3§2土的滲透性和滲流問(wèn)題碎散性多孔介質(zhì)三相體系孔隙流體流動(dòng)滲流水、氣等在土體孔隙中流動(dòng)的現(xiàn)象滲透性土具有被水、氣等流體透過(guò)的性質(zhì)滲透特性強(qiáng)度特性變形特性非飽和土的滲透性飽和土

2、的滲透性2.1概述能量差土顆粒土中水滲流4概述滲流量滲透變形土石壩防滲斜墻及鋪蓋浸潤(rùn)線透水層不透水層土石壩壩基壩身滲流§2土的滲透性和滲流問(wèn)題5滲水壓力揚(yáng)壓力滲流量滲透變形透水層不透水層基坑板樁墻板樁圍護(hù)下的基坑滲流概述§2土的滲透性和滲流問(wèn)題6滲流量透水層不透水層天然水面水井滲流漏斗狀潛水面Q概述§2土的滲透性和滲流問(wèn)題7滲流量原地下水位滲流時(shí)地下水位渠道滲流概述§2土的滲透性和滲流問(wèn)題8滲流滑坡滲流滑坡概述§2土的滲透性和滲流問(wèn)題9滲流量滲透變形滲流滑坡土的滲透性及滲透規(guī)律滲透力與滲透變形土坡穩(wěn)定分析擋水建筑物集水

3、建筑物引水結(jié)構(gòu)物基坑等地下施工多雨地區(qū)邊坡概述§2土的滲透性和滲流問(wèn)題10§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律一．滲流中的水頭與水力坡降二．滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律三．滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素四．層狀地基的等效滲透系數(shù)§2土的滲透性和滲流問(wèn)題11ABL§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律透水層不透水層基坑板樁墻§2土的滲透性和滲流問(wèn)題一．滲流中的水頭與水力坡降12ABL一．滲流中的水頭與水力坡降h1h2zAzBΔh00基準(zhǔn)面水力坡降線總水頭－單位重量水體所具有的能量z：位置水頭u/γw：壓力水頭V2/(2g)：流速水頭≈0A點(diǎn)總水頭：B點(diǎn)總

4、水頭：總水頭：水力坡降：§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律§2土的滲透性和滲流問(wèn)題水頭差：測(cè)管水頭13二.滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律試驗(yàn)前提：層流Δh↑，Q↑A↑，Q↑L↑，Q↓斷面平均流速水力坡降1.滲透試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:h1=const，A=constL=const量測(cè)變量:h2，V，TΔh=h1-h2Q=V/T§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律§2土的滲透性和滲流問(wèn)題142.達(dá)西定律滲透定律在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度v與水力坡降i的一次方成正比，并與土的性質(zhì)有關(guān)。二.滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律注意：AAvv：假想滲流速度

5、，土體試樣全斷面的平均滲流速度vs：實(shí)際平均滲流速度，孔隙斷面的平均滲流速度A>AvQ＝vA＝vsAvk:反映土的透水性能的比例系數(shù)，稱為滲透系數(shù)物理意義：水力坡降i＝1時(shí)的滲流速度單位：mm/s,cm/s,m/s,m/day§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律§2土的滲透性和滲流問(wèn)題152.達(dá)西定律適用條件：層流（線性流）§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律§2土的滲透性和滲流問(wèn)題二.滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律巖土工程中的絕大多數(shù)滲流問(wèn)題，包括砂土或一般粘土，均屬層流范圍在粗粒土孔隙中，水流形態(tài)可能會(huì)隨流速增大呈紊流狀態(tài)，滲流不再服從達(dá)西定

6、律?？捎美字Z數(shù)Re進(jìn)行判斷：Re＜5時(shí)層流Re＞200時(shí)紊流200＞Re＞5時(shí)為過(guò)渡區(qū)162.達(dá)西定律（1）粗粒土：①礫石類土中的滲流常不符合達(dá)西定律②砂土中滲透速度vcr=0.3～0.5cm/sivovcrivoi0兩種特例：（2）粘性土：致密的粘土i>i0,v=k(i-i0)§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律§2土的滲透性和滲流問(wèn)題二.滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律17三.滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定方法野外試驗(yàn)測(cè)定方法常水頭試驗(yàn)法變水頭試驗(yàn)法井孔抽水試驗(yàn)井孔注水試驗(yàn)1.測(cè)定方法§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律§2土的滲透性和滲

7、流問(wèn)題18室內(nèi)試驗(yàn)方法1—常水頭試驗(yàn)法三.滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素1.測(cè)定方法結(jié)果整理試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:Δh=const，A=const，L=const量測(cè)變量:V，ti=Δh/LV=Qt=vAtv=ki適用土類：透水性較大的砂性土§2.2土的滲透性與滲透規(guī)律§2土的滲透性和滲流問(wèn)題?hL土樣AVQ室內(nèi)試驗(yàn)方法2—變水頭試驗(yàn)法透水性較小的粘性土?19三.滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素1.測(cè)定方法室內(nèi)試驗(yàn)方法2—變水頭試驗(yàn)法試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:Δh變化，A=const，L=const量測(cè)變量:Δh，t§2.2土的滲透

8、性與滲透規(guī)律§2土的滲透性和滲流問(wèn)題土樣At=t1?h1t=t2?h2LQ水頭測(cè)管開(kāi)關(guān)a20三.滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素1.測(cè)定方法室內(nèi)試驗(yàn)方法2—變水頭試驗(yàn)法結(jié)果整理:理論依據(jù):t時(shí)刻：ΔhdtdhdVe=-adhdVo=kiAdt=k(Δh/L)AdtdVe=dVo流入量：流出量：連續(xù)性條件：-adh=k(Δh/L)Adt選擇