《渗流和渗透》PPT课件

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1、土的渗透性和渗流问题第二章1本章特点学习要点主要难点有较严格的理论（水流的一般规律）有经验性规律（散粒体多孔介质特性）注重对物理概念和意义的深入理解注意土是散粒体（多孔介质）这一特点水头及水力坡降二维流网及其应用渗透力及其分析方法§2土的渗透性和渗流问题2§2土的渗透性和渗流问题碎散性多孔介质三相体系孔隙流体流动渗流水、气等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土颗粒土中水渗流3概述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§2土的渗透性和渗流问题4渗水压力扬压力渗流量渗透变形透

2、水层不透水层基坑板桩墙板桩围护下的基坑渗流概述§2土的渗透性和渗流问题5渗流量透水层不透水层天然水面水井渗流漏斗状潜水面Q概述§2土的渗透性和渗流问题6渗流量原地下水位渗流时地下水位渠道渗流概述§2土的渗透性和渗流问题7渗流滑坡渗流滑坡概述§2土的渗透性和渗流问题8渗流量渗透变形渗水压力渗流滑坡土的渗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多雨地区边坡概述§2土的渗透性和渗流问题9§2.1土的渗透性与渗透规律一．渗流中的水头与水力坡降二．渗透试验与达西定律三．渗透系数的测定及影响因素四．层状地基的等效渗透系数§2土的渗透性和渗

3、流问题10ABL§2.1土的渗透性与渗透规律透水层不透水层基坑板桩墙§2土的渗透性和渗流问题一．渗流中的水头与水力坡降11ABL一．渗流中的水头与水力坡降h1h2zAzBΔh00基准面水力坡降线总水头－单位重量水体所具有的能量z：位置水头u/γw：压力水头V2/(2g)：流速水头≈0A点总水头：B点总水头：总水头：水力坡降：§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题水头差：测管水头12二.渗透试验与达西定律试验前提：层流Δh↑，Q↑A↑，Q↑L↑，Q↓断面平均流速水力坡降1.渗透试验试验结果试验装置：如图试验条件:h1，A，L=const量测变量:h2，V，TΔh=h1-h2Q=V

4、/T§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题132.达西定律渗透定律在层流状态的渗流中，渗透速度v与水力坡降i的一次方成正比，并与土的性质有关。二.渗透试验与达西定律注意：AAvv：假想渗流速度，土体试样全断面的平均渗流速度vs：实际平均渗流速度，孔隙断面的平均渗流速度A>AvQ＝vA＝vsAvk:反映土的透水性能的比例系数，称为渗透系数物理意义：水力坡降i＝1时的渗流速度单位：mm/s,cm/s,m/s,m/day§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题142.达西定律适用条件：层流（线性流）§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题二.渗透试验与达西定律

5、岩土工程中的绝大多数渗流问题，包括砂土或一般粘土，均属层流范围在粗粒土孔隙中，水流形态可能会随流速增大呈紊流状态，渗流不再服从达西定律。可用雷诺数Re进行判断：Re＜5时层流Re＞200时紊流200＞Re＞5时为过渡区152.达西定律（1）粗粒土：①砾石类土中的渗流常不符合达西定律②砂土中渗透速度vcr=0.3-0.5cm/sivovcrivoi0两种特例：（2）粘性土：致密的粘土i>i0,v=k(i-i0)§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题二.渗透试验与达西定律16三.渗透系数的测定及影响因素室内试验测定方法野外试验测定方法常水头试验法变水头试验法井孔抽水试验井孔注水试验

6、1.测定方法§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题17室内试验方法1—常水头试验法三.渗透系数的测定及影响因素1.测定方法结果整理试验装置：如图试验条件:Δh，A，L=const量测变量:V，ti=Δh/LV=Qt=vAtv=ki适用土类：透水性较大的砂性土§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题hL土样AVQ室内试验方法2—变水头试验法透水性较小的粘性土?18三.渗透系数的测定及影响因素1.测定方法室内试验方法2—变水头试验法试验装置：如图试验条件:Δh变化，A，L=const量测变量:Δh，t§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题土样At=t1

7、h1t=t2h2LQ水头测管开关a19三.渗透系数的测定及影响因素1.测定方法室内试验方法2—变水头试验法结果整理:理论依据:t时刻：ΔhdtdhdVe=-adhdVo=kiAdt=k(Δh/L)AdtdVe=dVo流入量：流出量：连续性条件：-adh=k(Δh/L)Adt选择几组Δh1,Δh2,t，计算相应的k，取平均值§2.1土的渗透性与渗透规律§2土的渗透性和渗流问题土样At=t1h1t=t2h2