水力学课件-渗流 不错.ppt

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1、水力学第十五章渗流主讲：熊亚南前进渗流——流体在孔隙介质中的流动水土壤、岩石地下水运动主要是研究水在给定的孔隙介质空间内，渗流的流速、压强分布及渗流流量、渗流的水面线等，为实际渗流问题提供理论基础。本章主要内容：渗流的基本概念渗流的基本定律——达西定律地下河槽中恒定均匀渗流和非均匀渐变渗流棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的浸润曲线结束渗流的基本概念水在土壤中的存在形式汽态水——以蒸汽形式存在于土壤孔隙中的水吸着水和薄膜水——受分子力作用而挟持于土中的水毛细水——受表面张力而移动的水重力水——重力作用下在土壤孔隙中运动的水前进土的渗流特性土的密实程度——用孔隙率n来反映疏松的土，n大，

2、其透水能力强土体颗粒的均匀程度——用不均匀系数来反映颗粒均匀的土体，η=1，其透水能力强土体的结构依土体的渗流特性是否随空间位置而变化均质土非均质土依土体透水性能在各个方向是否相同各向同性土各向异性土前进渗流模型假设渗流是充满了整个孔隙介质区域的连续水流，包括土粒骨架所占据的空间在内，均由水所充满，似乎无土粒存在一样。把实际上并不充满全部空间的液体运动，看作是连续空间内的连续介质运动。前进根据渗流模型的概念，若某一微小过水断面面积为△A，通过的流量为△Q，则该微小过水断面上渗流的流速为其中△A为包括土粒骨架所占横截面积在内的假想过水面积。显然，真实渗流的过水面积比△A小得多，若土

3、体孔隙率为n，真实渗流的过水面积为n△A，故通过该过水面积的真实渗流流速为所以在渗流模型中，某点的总水头前进以渗流模型取代真实渗流，必须遵守以下三个原则：通过渗流模型的流量必须和实际渗流的流量相等，即对某一确定的作用面，从渗流模型所得出的动水压力，应当与真实渗流的动水压力相等，即渗流模型的阻力和实际渗流应当相等，也就是说水头损失应当相等，即返回渗流的基本定律——达西定律达西试验LhwA实验表明：反映土的透水性质的比例系数，称为渗透系数。达西公式达西定律表明，在均质孔隙介质中渗流流速与水力坡度的一次方成比例并与土的性质有关。前进达西公式的推广——渗流流场中任意点的渗流流速在某一渗流

4、场中，取一微小流束AB，00A点处水力坡度按达西定律的概念，A点的渗流流速前进达西定律的适用条件：恒定、均匀、层流渗流、渗流雷诺数n为土的孔隙率；d为土的有效粒径，以cm计有效粒径一般用d10表示d10表示筛分时占10%重量的土粒能通过的筛孔直径。无土体结构的渗透变形前进渗透系数渗透系数是反映土的渗透特性的一个综合指标。渗透系数的大小主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温。其数值的确定方法有：经验法室内测定法野外测定法返回地球表面相对不透水层地下河槽中恒定均匀渗流和非均匀渐变渗流地球表面相对不透水层浸润面浸润曲线断面平均流速渗流流量为矩形过水断面A点处流速121断面的平均

5、流速——杜比公式前进棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的基本微分方程00由图可知则故在微分流段ds内根据杜比公式，断面平均流速渗流流量——棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的基本微分方程返回棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的浸润曲线i=0，时i<0，时i>0，时NNab返回