期教师教育技术培训《多媒体(PPT)课件的设计与制作.ppt

第六期教师教育技术培训 多媒体 PPT 课件的设计与制作 课程作业 教师 许亚武李海莲班级 B班学生 宋金良学院 土木工程 土力学课件节选 土的渗透性及其渗流 20 58 40 孔隙水 渗透 水透过土体孔隙的现象渗透性 土允许水透过的性能 渗流量问题渗透破坏问题渗流控制问题 造成水量损失 影响工程效益引起土体内部应力状态的变化 从而改变水土建筑物或地基的稳定条件 甚者还会酿成破坏事故 20 58 40 20 58 40 20 58 40 概述 Teton坝 概况 土坝 高90m 长1000m 建于1972 75年 1976年6月失事 损失 直接8000万美元 起诉5500起 2 5亿美元 死14人 受灾2 5万人 60万亩土地 32公里铁路 原因 渗透破坏 水力劈裂 20 58 40 概述 Teton坝 1976年6月5日上午10 30左右 下游坝面有水渗出并带出泥土 20 58 40 概述 Teton坝 11 00左右洞口不断扩大并向坝顶靠近 泥水流量增加 20 58 40 概述 Teton坝 11 30洞口继续向上扩大 泥水冲蚀了坝基 主洞的上方又出现一渗水洞 流出的泥水开始冲击坝趾处的设施 20 58 40 11 50左右洞口扩大加速 泥水对坝基的冲蚀更加剧烈 Teton坝 概述 20 58 40 概述 11 57坝坡坍塌 泥水狂泻而下 Teton坝 20 58 40 概述 12 00过后坍塌口加宽 Teton坝 20 58 40 概述 洪水扫过下游谷底 附近所有设施被彻底摧毁 Teton坝 20 58 40 失事现场目前的状况 Teton坝 概述 20 58 40 渗流的基本概念 总水头线 水头 单位重量的水所具有的能量 总水头 势水头 压力水头 动水头 水力梯度 坡降 20 58 40 达西定律 1856年法国学者达西砂土的渗透性进行研究结论水在土中的渗透速度与试样的水力梯度成正比 水力梯度 即沿渗流方向单位距离的水头损失 20 58 40 达西定律适用范围 砂土的渗透速度与水力梯度呈线性关系密实的粘土 需要克服结合水的粘滞阻力后才能发生渗透 同时渗透系数与水力坡降的规律还偏离达西定律而呈非线性关系砾土 较小流速 层流较大流速 紊流 v ki 起始水力坡降 虚直线简化 碎石土 v ki 20 58 40 实际平均流速vr与假想平均流速v 假想平均流速v实际平均流速vr若e n 则 20 58 40 渗透试验与渗透系数 渗透试验常水头法变水头法现场抽水试验井孔注水试验孔压静力触探 20 58 40 常水头法 常水头试验 整个试验过程中水头保持不变适用于透水性大 k 10 3cm s 的土 应用粒组范围大致为细砂到中等卵石 时间t内流出的水量 20 58 40 常水头法动画模拟 20 58 40 整个试验过程水头随时间变化 截面面积a 任一时刻t的水头差为h 经时段dt后 细玻璃管中水位降落dh 在时段dt内流经试样的水量 dV adh 在时段dt内流经试样的水量 dV kiAdt kAh Ldt 管内减少水量 流经试样水量 adh kAh Ldt 适用于透水性差 渗透系数小的粘性土 变水头法 20 58 40 变水头法动画模拟 20 58 40 现场测定 现场测定渗透系数的方法较多 常用的有野外注水试验和野外抽水试验等 这种方法一般是在现场钻井孔或挖试坑 在往地基中注水或抽水时 量测地基中的水头高度和渗流量 再根据相应的理论公式求出渗透系数k值 无压完整井的抽水试验 20 58 40 影响渗透系数的主要因素 土的粒度成分细粒含量愈多 土的渗透性愈小 例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多时 砂土的渗透系数就会大大减小 土的密实度同种土在不同的密实状态下具有不同的渗透系数 土的密实度增大 孔隙比降低 土的渗透性也减小 土的饱和度一般情况下饱和度越低 k值越小土的结构扰动与击实土样的k值通常比同一密度原状土样的小土的构造影响很大 如夹薄砂层的黏土层 20 58 40 影响渗透系数的主要因素 水土的温度动力粘滞系数 随水温发生明显的变化 水温愈高 水的动力粘滞系数愈小 土的渗透系数则愈大 T 20分别为T 和20 时水的动力粘滞系数 可查表 20 58 40 水平渗流情形 垂直渗流情形 条件 已知 等效 推定 成层土的等效渗透系数 20 58 40 二维渗流与流网 稳定渗流场中的拉普拉斯方程 与kx kz无关 满足它的是两个共轭调合函数 势函数和流函数 连续性条件 达西定律 假定 Laplace方程 特点 描述渗流场内部的测管水头的分布 是平面稳定渗流的基本方程式 1 基本方程 20 58 40 三 渗流工程问题与处理措施 1 渗流工程问题 20 58 40 三 渗流工程问题与处理措施 2 防渗处理措施 设置水平铺盖 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 设置反滤层 设置反滤层 既可通畅水流 又起到保护土体 防止细粒流失而产生渗透变形的作用 反滤层可由粒径不等的无粘性土组成 也可由土工布代替 上图为某河堤基础加筋土工布反滤层 20 58 40 三 渗流工程问题与处理措施 2 防渗处理措施 排水减压 为减小下游渗透压力 在水工建筑物下游 基坑开挖时 设置减压井或深挖排水槽 20 58 40 三 渗流工程问题与处理措施 2 防渗处理措施 2 基坑开挖防渗措施 工程降水 采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位 在基坑内 外 设置排水沟 集水井 用抽水设备将地下水从排水沟或集水井排出 要求地下水位降得较深 采用井点降水 在基坑周围布置一排至几排井点 从井中抽水降低水位 20 58 40 三 渗流工程问