土的渗透性及渗透力ppt课件

1,3土的渗透性及渗透力,2,目录,3.1土的渗透性及渗透定理,3.3渗透力及渗透破坏,3.4有效应力原理及计算,3.2渗透系数的测定,3,3.1土的渗透性及渗透定理,3.1.1土的渗透性,土可以被水透过的性质称为渗透性。,渗流滑坡,4,3.1.2土的渗透定理,层流：水在土的细微孔隙中的缓慢流动称为层流。,渗透模型,5,层流状态下土中水的渗流速度与能量损失之间服从线性渗流规律达西定律（1896年）,渗透系数的物理意义单位水力梯度时孔隙流体的渗流速度。反映土体渗透性的大小，是土的重要指标之一。可通过试验测定。,达西定律,大量试验结果，发现土中单位时间渗流量q与土样断面积A及试样两端面的水头差i成正比，而与流过的土样长度L成反比，即,6,（1）采用了以整个断面计算的假想平均流速，而不是孔隙流体的实际流速。实际流速要比平均流速大。（2）采用了以土样长度为渗径的平均水力梯度，而不是渗透水流的真正水力梯度。,无粘性土中砂、细砂、粉砂,粘土,适用条件：大部分砂土，粉土；疏松的粘土及砂性较重的粘性土,起始水力梯度,达西定律的基本假定：,7,3.2渗透系数的测定,3.2.1室内渗透试验,1.常水头试验,适用范围：透水性强的无粘性土试验装置：如图示试验特点：水在常水头差h的作用下流过试样试验方法：测量对应于某一时段t，流经试样的水量Q,i=h/L,Q=vAt,v=ki,8,1.变水头试验,适用范围：渗透性很小的粘性土。试验装置：如图示试验特点：试样顶部水头随时间变化，作用于试样两端的水头差h在试验过程中是变化的。,自学推导过程,9,3.2.2现场渗透试验（抽水试验和注水试验）,A=2rh,i=dh/dr,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,10,定义：当土中发生向下或向上的渗流时，渗透水流作用在土颗粒上的与渗流方向相同的体积力，使土骨架应力相应地增加或减小，此体积力称为渗流力，用J表示。,渗流变形,渗流力,3.3渗透力及渗透破坏,3.3.1渗流力（动水力）,11,1.试验装置：可产生垂直渗流的试验装置，如图所示。2.试验假设土是均匀的，土中的渗流不论向上还是向下，土中的水头损失沿渗流方向都是均匀变化的，即假设渗流引起的应力改变量沿渗流方向是直线变化的。,在稳定渗流情况下，饱和土体中的土骨架应力和孔隙水应力与静水条件中的不同,土的渗流试验简图,12,单位渗流力：每单位土体内土颗粒所受的渗流作用力,用j表示，单位为kN/m3,当h1=h2时，无渗流发生当h1h2时，向上渗流当h1h2时，向下渗流,饱和土体中渗流力计算,13,3.3.2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,基本类型,流土,管涌,形成条件,防治措施,14,（1）流土（流砂）,在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象,粘性土k1h1时，h2=h1+h，即向上渗流）,29,（2）水自上而下渗流,（当h2h1时，h2=h1-h，即向下渗流）,30,结论：,土中发生向上的渗流时，由于孔隙水向上渗流，并且作用在土颗粒上一个向上的体积力，使得土骨架应力降低，而该体积力反作用于孔隙水上，使孔隙水应力增加，增加和减小的数值相等，均为wh。,31,有效应力原理,基本概念,饱和土中孔隙水压力和有效应力