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文档简介

土的渗透性及渗流,第3章,一、基本概念1、渗透性：土体可被液体透过的性质；2、渗流：液体在介质中流动的现象。,二、渗流研究的主要问题1、渗流量：水库渗漏、基坑排水；2、渗透破坏：土粒和土块被冲动；3、渗流控制。,3.1概述,3.2土的渗透性,水力梯度：,注意：水在土中渗流很慢，由速度引起的水头可忽略不计,3.2.1渗流基本概念,为什么发生渗流？,3.2土的渗透性,3.2.2土的层流渗透定律,层流：相邻两个水分子运动轨迹相互平行而不混流。,断面平均渗透速度为,3.2土的渗透性,3.2.2土的层流渗透定律,3.2土的渗透性,3.2.2土的层流渗透定律,3.2土的渗透性,注意到,3.2土的渗透性,3.2.3渗透试验与渗透系数,变水头法：适用于粘性土,3.2土的渗透性,假定：水流方向为水平。,3.2.3渗透试验与渗透系数,3.2土的渗透性,3.2.3渗透试验与渗透系数,3.2土的渗透性,注意：此情况各土层的水头损失相同，水力梯度也相同,3.2土的渗透性,3.2.3渗透试验与渗透系数,（1）与层面平行的渗流情况：,3.3土中二维渗流及流网,3.3.1二维渗流方程1、基本假设饱和土体；土颗粒和水不可压缩；土骨架不变形。2、连续条件取渗流单元体。根据假设和连续条件：流入单元的水量=流出单元的水量,此即著名的拉普拉斯方程。在一定的边界条件下，可以求解出水头场。,3.3土中二维渗流及流网,3.3.2流网的特征,等势线表示测压管水头齐平的线，流线表示水质点的运动路线。流网就是由等势线和流线所组成的网络。有了流网，整个场的问题就得到了解决。,3.3土中二维渗流及流网,3.3.2流网的特征,流线与等势线互相正交；流线与等势线构成的各网格的长宽比为常数；相邻等势线之间的水头损失相等；各个流槽的渗流量相等。,3.3土中二维渗流及流网,3.3.3流网的绘制,找出特殊的流线和等势线。据流网性质，流线越密的部位，流速越大；等势线越密的部位，水力坡降越大。利用流网的性质绘制流网，关键是找出特殊的流线和等势线，根据正交性调整网格。,3.3土中二维渗流及流网,3.3.4渗流量计算,：流槽数量,3.4渗透破坏与控制,3.4.1渗流力,定义：单位体积土颗粒所受到的渗流作用力。,注意：渗流力是一种体积力；方向与渗流方向一致；对土来说是内力，对土骨架来说是外力。,3.4渗透破坏与控制,3.4.2流砂或流土现象,定义：在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象。,临界水力梯度：,3.4渗透破坏与控制,3.4.3管涌现象,管涌的定义：细颗粒在粗颗粒形成的孔隙通道中移动。潜蚀的定义：自然条件下的上述渗透破坏。,管涌产生的条件存在细颗粒移动的孔
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