土力学第二章土的渗透性和渗透问题

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1、土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil第二章渗流：在一定的压力差作用下，流体透过土中孔隙发生流动，这种现象称为渗流。水在土孔隙介质中的流动即地下水流动，是自然界中常见的渗流现象。渗流理论在水利、石油、采矿、化工等领域有着广泛的应用；在土木工程中为地下水源的开发、降低地下水位、防止建筑物地基发生渗流变形提供理论依据。土的渗透性和渗流问题第二章不同的土具有不同的渗透能力，主要由土的颗粒组成和孔隙比等决定。土的透水性定量指标是渗透系数，渗透系数越大，表示土的透水

2、能力强。渗透系数通常可通过室内试验或经验估算法来确定。研究渗流问题的基本定律是达西定律。渗流的作用是在土中产生渗透力，而渗透力的增大将导致土体发生流砂或管涌两种渗透变形。§2.1土的渗透性与渗透规律Permeabilityandseepagelawofsoil土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil第二章§2.2平面渗流与流网Planeseepageandflownet§2.3渗透力与渗透变形Seepageforceandseepagedeformaton学

3、习指导学习目标学习基本要求参考学习进度学习目标掌握土的渗透定律与渗透力计算方法，具备对地基渗透变形进行正确分析的能力。学习基本要求掌握土的渗透定律掌握二维渗流及流网绘制掌握土中渗流量计算掌握土中水的渗透力与地基渗透变形分析参考学习进度内容学时（34学时）学时（51学时）渗透基本理论2.03.0流网及其工程应用1.01.5土中渗透力与渗透变形1.01.5合计4.06.0Ch2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil碎散性多孔介质三相体系孔隙流体流动渗流水、气等

4、在土体孔隙中流动的现象渗透性土具有被水、气等流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压力差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Ch2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil概述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Ch2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil概述渗流量透水层不透水层天然水面水井渗流漏斗

5、状潜水面QCh2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil概述渗流量原地下水位渗流时地下水位渠道渗流Ch2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil概述渗流滑坡渗流滑坡Ch2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil概述Ch2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil概述Teton坝渗流量渗透变形渗水压力渗流滑坡土的渗

6、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Ch2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil概述§2.1土的渗透性与渗透规律Permeabilityandseepagelawofsoil一．渗流中的水头与水力坡降二．渗流试验与达西定律三．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Ch2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandsee

7、pageproblemofsoil渗流模型实际土体中的渗流仅是流经土粒间的孔隙,由于土体孔隙的形状、大小及分布极为复杂,导致渗流水质点的运动轨迹很不规则,如图2-2(a)所示。考虑到实际工程中并不需要了解具体孔隙中的渗流情况，可以对渗流作出如下二方面的简化。§2.1土的渗透性与渗透规律PermeabilityandseepagelawofsoilCh2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil图2.2(a)水在土孔隙中的流动(b)渗流模型§2.1土的渗透性与渗

8、透规律PermeabilityandseepagelawofsoilCh2土的渗透性和渗流问题Permeabilityandseepageproblemofsoil图2.2(a)水在土孔隙中的流动(b)渗流模型渗流的简化：一是不考虑渗流路径的迂回曲折，只分析它的主要流向；二是不考虑土体中颗粒的影响，认为孔隙和土粒所占的空间之总和均为渗流所充满。作了这种简化后的渗流其实只是一种假想的土体渗流，称之为渗流模型。（1）