第四章_土的渗透渗出性与土中渗流宝典课件

土的渗透性及土中渗流 当饱和土中的两点存在能量差时，水就在土的孔隙中从 能量高的点向能量低的点流动。 渗 流：水在土体中流动的现象。 渗透性：土具有被水等液体透过的性质。 渗透研究的内容 ： 1. 渗流量。 2. 渗透变形(渗透 破坏) 3. 渗流控制 董 日 索 擦 宇 蜒 拼 万 犬 捉 私 券 翁 墟 薪 离 肠 金 帛 轨 寝 余 邦 轻 却 拖 案 民 耐 隙 淳 咆 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date1 土的渗透性及土中渗流 水头：单位重量水体所具有的能量。 按照伯努里方程，液流中一点的总水头由三部分组 成： 1. 位置水头 z 2. 压力水头 u/w 3. 流速水头 v2/2g 达西定律 一、土的渗透定律 达西定律（H.Darcy,1856） 1.渗流中的总水头与水力坡降 液体流动必须满足的条件： 连续原理 能量守恒原理(伯努里D.Bernoulli方程) 为了研究的方便，常用水头的概念来研究水体流动中 的位能和动能。 h=z+u/w+v2/ 2g 由于土中渗流阻力大，流速 v 在一般情况下都很小，可以忽略。 坤 料 音 纤 员 停 励 爹 蝇 地 趋 物 葡 假 尽 撕 醇 蝴 扩 绣 阑 秋 奶 霖 拣 浸 氟 跋 贺 彰 瞥 出 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date2 土的渗透性及土中渗流 达西定律 h=z + u/w 锰 袁 时 烹 计 芳 进 吉 插 灰 梳 嘲 婚 隧 端 兜 粪 渐 瓶 援 颊 穗 武 独 侯 硷 哉 红 跨 氧 缅 绅 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date3 土的渗透性及土中渗流 伯努里方程用于土中渗流时有两点需要指出： (1) 饱和土体中两点间是否出现渗流，完全由总水头差决 定。只有当两点间的总水头差时，才会发生水从总水 头高的点向总水头低的点流动。 (2) 由于土中渗流阻力大，故流速v在一般情况下都很小 ，因而形成的流速水头也很小，为简便起见可以忽略 。水力坡降 由于渗流过程中存在能量损失，测管水头线沿渗流 方向下降。两点间的水头损失，可用一无量纲的形式来 表示，即 i=h/L i 称为水力坡降，L为两点间的渗流路径， 水力坡降的物理意义:单位渗流长度上的水头损失。 果 侈 呛 佩 协 俯 缀 勒 嚷 爬 悼 驾 猎 薯 茫 手 震 齐 妊 牺 蛔 瓣 蒋 些 郊 滑 芳 迢 仕 袱 孺 弘 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date4 土的渗透性及土中渗流 2 达西定律 达西根据对不同尺寸的 圆筒和不同类型及长度的土 样所进行的试验发现，渗出 量Q与圆筒断面积A和水力 坡降i成正比，且与土的透 水性质有关。即 写成等式为： 上式称为达西定律。 式中，v断面平均渗透速度，单位mm/s或m/day； k反映土的透水性能的比例系数，称为土的渗透 系数。它相当于水力 坡降i1时的渗透速度，故其量纲与流速相同 ，mm/s或m/day。 罗 懂 唾 摘 仍 舱 佳 己 妥 虏 陀 枯 递 蛋 汇 坑 椒 监 总 炬 静 能 汞 犬 碟 迹 骇 兵 貉 癌 麻 絮 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date5 土的渗透性及土中渗流 渗透流速v并不是土孔隙中水的实际平均流速。因 为公式推导中采用的是土样的整个断面积，其中包括 了土粒骨架所占的部分面积在内。 土粒本身是不能透水的，故真实的过水面积Av应 小于A，从而实际平均流速认应大于v。一般称v 为假 想渗流速度v与vs的关系可通过水流连续原理建立: Vs= v/n 为了研究的方便，渗流计算中均采用假想的平均 流速。 渗透速度与实际平均流速 堆 恭 杠 害 镐 颜 辫 例 饼 傲 棵 汗 纺 劳 使 鹤 沮 落 赵 招 烁 性 瓜 孕 储 参 屯 碾 裹 语 鸽 窥 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date6 土的渗透性及土中渗流 达西定律的适用范围 达西定律是描述层流状态下渗透流速与水头损失 关系的规律，即渗流速度v与水力坡降i成线性关系只 适用于层流范围。在土木工程中，绝大多数渗流，无 论是发生砂土中或一般的粘性土中，均介于层流范围 ，故达西定律均可适用。 赂 啡 会 参 毖 石 其 扳 迈 据 戈 氧 脆 蔓 湿 惑 疡 除 枷 溉 肿 练 辛 挂 詹 究 羚 梧 阑 稼 俯 轩 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date7 土的渗透性及土中渗流 3 渗透系数的测定和影响因素 渗透系数k是一个代表土的渗透性强弱的定量指标 ，也是渗流计算时必须用到的一个基本参数。不同种 类的土，k 值差别很大。因此，准确地测定土的渗透系 数是一项十分重要的工作。 (1)渗透系数的测定方法 渗透系数的测定方法主要分实验室内测定和野外现 场测定两大类。 实验室测定法 目前在实验室中测定渗透系数k的试验方法很多， 但从试验原理上大体可分为常水头法和变水头法两种 。 现场测定法 现场研究场地的渗透性，进行渗透系数k值测定时 ，常用现场并孔抽水试验或井孔注水试验的方法。 戈 尖 嗓 魁 所 僳 劫 宠 六 拔 望 陋 慈 疲 粉 阁 蜗 阿 庇 遇 信 上 箔 巾 吩 逗 晨 腹 酱 谴 侣 夕 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date8 土的渗透性及土中渗流 常水头试验 适用于测定透 水性大的砂性土的 渗透系数。 变水头试验 适用于测定渗 透性很小的粘性土 的渗透系数。 由于粘性土的 渗透水量很少，用 常水头试验不易准 确测定。 挽 茵 迁 迢 豹 寺 见 包 宠 衍 蛮 仙 荤 孙 蔗 潦 秦 魏 合 斧 压 更 神 漳 粉 粹 陌 入 叭 起 矿 致 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date9 现场测定法抽水试验 试验条件: Q=const 量测变量: r=r1，h1=？ r=r2，h2=？ 优点：可获得现场较为可靠的平均渗透系数 缺点：费用较高，耗时较长 现场抽水试验 r 抽水量Q r1 r2 h1 h2 井 不透水层 dh dr h 地下水位 测压管水面 挚 畏 椰 栗 舞 豆 况 付 件 抖 丙 叮 努 博 咖 共 狡 将 妥 抱 庇 毅 炸 失 请 准 杭 刷 舵 随 部 尼 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date10 影响渗透系数的因素 (1)土的粒度成分(粒径大小与级配)和矿物成分的 影响； (2)土的结构； (3)土中气体的影响； （4）渗透水的性质对渗透系数的影响。 水的性质对渗透系数k 值的影响主要是由于粘滞度 不同所引起。温度高时，水的粘滞性降低， k值变大： 反之k值变小。 史 五 哥 藤 佩 谐 填 鲜 芯 士 歧 陨 做 厚 漳 铁 或 计 炒 渡 砸 峨 厩 巢 色 报 篙 霄 祭 头 民 时 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date11 土的渗透性及土中渗流 榜 责 呐 举 刀 昆 黔 持 莹 割 捷 剔 城 崇 馒 咋 尹 舷 姆 朔 紊 政 规 疾 罕 厩 娠 涯 蹈 惟 假 荡 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date12 土的渗透性及土中渗流 (一)水平向渗流 水平渗流的特点： (1) 各层土中的水力坡降i(h/L)与等效土层的平均水力坡降i相同。 (2) 垂直x-z面取单位宽度，通过等效土层H的总渗流量等于各层土渗流量 之和，即 将达西定律代入上式可得沿水平方向 的等效渗透系数kx： 涣 粉 矩 草 傈 馋 隋 懒 初 没 且 粒 灯 竟 仑 瞻 绘 挑 柒 朽 淬 稗 哮 饲 讶 啄 瘩 设 辕 名 轨 鹅 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date13 土的渗透性及土中渗流 (二)竖直向渗流 竖直渗流的特点： (1)根据水流连续原理，流经等效土层的 单位渗水量等于各土层的单位渗水量，即 (2)流经等效土层H的总水头损失h等于各层 上的水头损失之和，即 将达西定律代入上式可得沿竖直方向的等效 渗透系数kz： 滨 塞 耙 掀 稠 厄 拈 勾 旺 捆 仍 彩 代 啄 蛤 两 懦 润 戒 烤 韶 技 髓 弓 院 够 楷 肝 寻 咬 牌 返 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date14 土的渗透性及土中渗流 渗透力和渗透变形 (一)渗透力实验验证 当h1h2时，土中水处于静止状态，无渗流发生， 贮水器向上提升，使h1h2，由于存在水头差土中 产生向上的渗流。水头差h是土体中渗流所损失的能量。 能量损失说明土粒对水流给以阻力；反之渗流必然对每 个土颗粒有推动、摩擦和拖曳的作用力，称之为渗透力， 可定义为每单位土体内土颗粒所受的渗流作用力，用 j表示 。 掘 娇 睹 英 偏 立 硅 瘟 田 铭 砂 匀 篆 卑 揖 味 扩 皂 瘤 仔 康 袒 瞬 酣 垦 俱 远 谴 睁 舰 戒 斗 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date15 土的渗透性及土中渗流 取土水为整体作为隔离体，则作用在土柱上的力 ： (1) 土水总重量 WsatL； (2) 土柱两端的边界水压力whw和w h1； (3) 土柱下部滤网的支 承反力R。 在此种条件下，土粒与水之间的作用力为内力，在 土柱的受力分析中不出现。 方法一 水、土受力分析 匠 拳 样 造 寅 魄 螺 挽 愈 瘟 芝 急 你 右 屈 愤 餐 障 谦 顾 日 饮 时 谓 芬 蹬 猪 患 由 森 材 阁 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date16 土的渗透性及土中渗流 把土骨架和水分开来取 隔离体。 作用在土骨架隔离体上 的力： (1) 土粒有效重量W L； (2) 总渗透力JjL,方向 竖直向上； (3) 下部支承反力R。 方法二 作用在孔隙水隔离体上 的力： (1)孔隙水重量和土粒浮力 的反力之和。 WwVv w + VS w wL (2)土柱两端的边界水压力 w hw和w h1； (3)土柱内土粒对水流的阻 力，其大小应和渗透力相等 ，方向相反。则总阻力 J j L。 水、土受力分析 亡 军 谭 搁 叹 颓 仿 睦 种 溅 鸯 谈 奋 券 锚 慷 烬 哥 虚 蛆 悸 溯 丑 匆 约 断 卑 冰 斧 熄 权 毁 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date17 土的渗透性及土中渗流 考虑水体隔离体的平衡条件，可得： 故渗透力 j = j= w i 渗透力是一种体积力，量纲与w相同。渗透力 的大小和水力坡降成正比，其方向与渗流方向一致。 渗透力的计算 用土水整体隔离体 推导临界水力坡降 ？ 孕 驳 甸 牟 着 挝 处 毒 农 共 蒸 钒 趾 沏 孜 级 敞 讨 恤 慨 晓 嫩 烙 挟 胀 乓 雪 胜 荐 后 胳 吠 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date18 渗流力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对 土体稳定性有显著的影响 a b c 渗流力方向 与重力一致 ，促使土体 压密、强度 提高，有利 于土体稳定 渗流方向近乎水平， 使土粒产生向下游移 动的趋势，对稳定不 利 渗流力与重力方 向相反，当渗流 力大于土体的有 效重度，土粒将 被水流冲出 劈 正 偏 苗 吱 沸 乘 程 漫 米 缠 预 汤 筑 蛹 颁 氨 氟 多 奈 桓 讲 床 凿 啥 户 样 荣 掺 欢 缎 亦 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date19 土的渗透性及土中渗流 若左端的贮水器不断上提，则h 逐渐增大，从而作用在土体中的渗透 力也逐渐增大。当h增大到某一数值 ，向上的渗透力克服了向下的重力时 ，土体就要发生浮起或受到破坏，俗 称流土。 土体处于流土的临界状态时的水 力坡降ic值。土骨架隔离体的平衡状 态。当发生流土时，土柱压在滤网上 的压力R0，故 W-J-R0 即 L- jL 0 所以 j w ic 从而 ic / w 上式中的ic为临界水力坡降，它 是土体开始发生流土破坏时的水力坡 降。 临界水力坡降 骋 昆 劫 妮 泰 砾 恐 吻 燎 窝 蛛 魁 泪 乎 刃 拯 悉 鹏 甸 侠 瞩 墟 隋 淑 恶 领 贬 募 等 赊 节 按 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date20 土的渗透性及土中渗流 已知土的浮容重 则ic 为 式中Gs、e分别为土粒比重及土的孔隙比。由此 可知，流土的临界水力坡降取决于土的物理性质。 渡 盗 膀 亨 壬 脓 宗 监 毙 烷 超 斋 母 弯 诞 琢 屹 聘 墙 碳 晴 焚 凳 嘉 袋 蕊 腋 单 盲 验 凑 盘 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date21 土的渗透性及土中渗流 土的渗透变形(或称渗透破坏) 土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏 称渗透变形(或称渗透破坏)。如土层剥落，地面隆起，细 颗放被水带出以及出现 集中渗流通道等。 (一) 渗透变形的类型 土的渗透变形类型就单一土层来说主要有流土和管涌 两种基本型式。 1.流土 在向上的渗透水流作用下，表层土局部范围内的土体 或颗粒群同时发生悬浮、移动的现象称为流土。只要水力 坡降达到一定的大小，都会发生流土破坏。 敛 纺 拨 虫 纤 房 粤 吱 展 劝 虐 泌 乱 卧 满 盯 稿 尔 锅 捆 芋 比 察 诞 茬 疡 置 蘸 俗 栽 挥 猴 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date22 流土发生于地基或土坝下游渗流出逸处，不发生于土体内部。开 挖基坑或渠道时常遇到的流砂现象，属于流土破坏。细砂、粉砂 、粉土等较易发生流土破坏 餐 明 寒 茧 芒 活 清 找 婪 巨 苞 缨 谱 院 炕 诫 哭 摧 塔 料 瘴 琼 赎 翱 甄 婿 荡 尸 侨 踞 梗 砍 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date23 土的渗透性及土中渗流 2.管涌 在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动以 至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗透流速不断增加较粗的颗粒也相 继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌 陷，这种现象称为管涌。 管涌破坏一般有个时间发展过程，是一种渐进性质的破坏。管涌发 生在一定级配的无粘性土中，发生的部位可以在渗流逸出处，也可以在 土体内部，故也称之为渗流的潜蚀现象。 话 床 丁 选 言 晦 川 七 口 落 淳 拆 萧 哼 瘪 卫 却 吊 贴 支 皂 扒 郴 囤 狈 多 苍 帖 垂 炕 捅 坐 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date24 讼 柳 燃 讶 像 鸵 晶 狸 亲 驾 萌 杀 座 埠 设 乎 称 蛋 涧 剔 耘 醇 铆 我 自 催 嚏 坦 压 哲 棺 悉 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date25 土的渗透性及土中渗流 渗流破坏类型的判别 土的渗透变形的发生和发展过程有其内因和外因 。内因是土的颗粒组成和结构,即几何条件；外因是水 力条件，即作用于土体渗透力的大小。 1.流土可能性的判别 任何土，包括粘性土或无粘性土,在自下而上的渗 流逸出处，只要满足渗透坡降大于临界水力坡降这一 个事实，均要发生流土。 可按下列条件，判别流土的可能性： 若 i ic 土体发中流土破坏 i = ic 土体处于临界状态 嚣 宾 辙 炙 汕 薪 歼 涡 瓦 呻 台 骇 貌 鲜 赔 界 眩 拳 垢 拭 恒 边 颓 墒 敏 脓 挪 汇 墅 犁 乙 赠 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date26 土的渗透性及土中渗流 级配良好的土和 级配不良的土哪 一种土易发生管涌? 管涌可能性的判别 土是发生管涌，首先决定于土的性质。一般粘性土(分 散性土例外）。只会发生流土而不会发生管涌，故属于非 管涌土；无粘性土中产生管涌必须具备下列两个条件。 (1)几何条件一般Cu10 土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径 ，才可能让细颗粒在其中移动，这是管涌产生的必要条件 。 (2)水力条件 渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是发生管 涌的水力条件，可用管涌的水力坡降表示。 流土现象 发生在土体表面渗流渗出处，不发生在土体内部。而管涌 现象可以发生在渗流逸出处，也可以发生于土体的内部。 拨 禄 避 何 赘 宁 壁 建 帕 辙 岛 高 枉 禄 痒 溺 烯 青 彰 莉 搔 澈 驶 师 衫 秆 枪 响 鸯 努 饵 失 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date27 土的渗透性及土中渗流 渗透破坏的防治措施 流砂现象防治原则： 1）减小或消除水头差 原地下水位 明沟排水 原水位面 一级抽水后水位 二级抽水后水位 多级井点降水 喝 碌 甩 渡 找 豫 席 渐 灶 纽 蒜 磅 诉 百 脑 响 哈 巫 舵 邢 渣 祥 狭 肝 味 淡 薪 粗 恐 泞 仓 耘 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date28 土的渗透性及土中渗流 渗透破坏的防治措施 2）增加渗流路径 钢板桩 同 徐 跨 颖 挨 碘 愿 戳 裂 鸦 肋 左 哟 纷 胳 亮 才 边 湃 场 禁 撮 度 莎 虏 朴 蛙 专 刁 圆 凭 执 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date29 土的渗透性及土中渗流 渗透破坏的防治措施 上游设置水平铺盖，与坝体防渗体连接，延长了水流渗透路径 粘土铺盖 请 梢 柑 校 李 账 诺 翁 皮 耽 滚 壬 历 呸 闽 立 昨 睹 犀 政 居 傣 艘 碰 刺 梢 氟 肘 兜 垂 寨 叛 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date30 土的渗透性及土中渗流 渗透破坏的防治措施 3）在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平 衡渗流力 4）土层加固处理 盔 论 财 松 喘 赦 香 汪 磊 疲 祸 靴 滞 氛 班 驳 字 盆 谗 毅 洗 隶 缓 蕴 碌 揖 妊 固 橙 手 番 郎 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date31 土的渗透性及土中渗流 渗透破坏的防治措施 防治管涌措施：1）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩 。 2）改变几何条件 反滤层 土的渗透性及土中渗流 渗透破坏的防治措施 采 滩 俘 形 勿 龚 秒 歪 奇 畴 戌 任 晶 兽 夯 霓 稀 烛 其 幌 棵 畦 函 谆 数 资 臂 瓤 械 蝎 及 固 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date32 渗透破坏的防治措施 土的渗透性及土中渗流 蓄水反压 截 晃 畜 瘩 沦 渴 否 复 衬 坠 互 劝 枯 擦 颖 范 氮 吝 蚁 码 耶 吧 贡 蝶 鬃 兵 氟 坊 脂 巢 验 只 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date33 土的渗透性及土中渗流 二维渗流与流网 工程上遇到的渗流问题，常常属于边界条件复杂一 些的二维或三维渗流问题。例如闸坝下透水地基的渗流 ，以及土坝坝身的渗流等，其流线都是弯曲的，不能再 视为一维渗流。这时，达西定律也需用微分方程形式来 表达。 为了求解和评价渗流在地基或坝体中是否造成有害 的影响，需要知道整个渗流场中各处的测管水头、渗透 坡降和渗流速度。通常按平面渗流问题处理。 侮 根 稗 蛋 炸 暴 幅 八 浩 氏 她 队 浑 旬 鸦 剔 愧 捏 充 饼 乏 葡 搞 撒 熄 诣 蒋 娟 冗 傻 玄 竭 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date34 渗流的连续性方程 单位时间流入单元的水量: 渗流的连续性方程： 单位时间内流出单元的水量: 连续性条件: dx dz vx vz x z 二维渗流方程 蕊 聋 展 列 亦 桐 悸 恬 挂 骇 守 防 梭 缉 胆 揽 权 溯 遂 擎 蒂 悉 败 窒 屁 冷 笺 竣 瑟 互 樟 倦 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date35 土的渗透性及土中渗流 对于各向同性的均质土，kxky，则上式可表示为： 即为著名的拉普拉斯(Laplace)方程。该方程描述了渗 流场内部的测管水头h的分布，是平面稳定渗流的基本 方程式。通过求解一定边界条件下的拉普拉斯方程，即 可求得该条件下的渗流场。 一、平面渗流的基 本方程 磕 吮 连 疽 具 惠 类 钾 拂 界 励 几 射 喝 差 洞 条 答 吧 锣 塘 肋 义 绝 睛 滨 韶 菏 彩 配 邀 乱 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date36 土的渗透性及土中渗流 二、拉普拉斯方程式的求解 大致可分为下述四种类型： 1数学解析法 2数值解法 3实验法 4图 解法 图解法即用绘制流网的方法求解拉普拉斯方程的近 似解。该法具有简便、迅速的优点，并能用于建筑物边 界轮廓较复杂的情况。只要满足绘制流网的基本要求， 精度就可以得到保证，因而该法在工程上得到广泛应用 。 茅 昭 仆 歧 逻 宝 胚 亏 搅 并 虾 片 舌 献 早 宴 芋 堕 旭 爵 没 咙 瞥 云 糙 拘 铀 投 撵 音 塔 唁 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date37 土的渗透性及土中渗流 流网特征与绘制 流线和等势线正交 流网中每一网格的边长比为常数， 通常取为1 相邻等势线之间的水头损失相等 各个流槽的渗流量相等 在流场中，流线和等势线（等水 头线）组成的曲线正交网格称 为流网 +d +d v s l 鸭 份 内 聪 直 判 沿 粕 闻 募 究 疑 跌 湖 滋 肺 龄 倒 昂 邮 皿 配 苑 盔 故 导 谜 叫 羚 闹 粳 奈 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 第 四 章 土 的 渗 透 性 与 土 中 渗 流 Date38 土的渗透性及土中渗流 流网的画法 1）确定边界条件：边 界流线和首尾等势 线 2）研究水流的方向： 流线的走向