土力学第2章ppt.ppt

1、土力学和土质学(第二章)，土水的运动规律工程背景，土中水不是静止的，而是移动的。土壤中水运动的原因和形式各不相同。例如，在重力作用下，地下水的流动(渗透问题)牙齿。表面现象引起的水分迁移(毛细现象)；土壤粒子分子重力下耦合水的迁移(董洁)；孔离子浓度差异引起的渗透现象。土壤中水运动是关于流动的沙子、冻胀、加强渗透、在渗透时稳定边坡等许多工程实践问题的。第二章，土壤中水的运动规律，学习要求：掌握土壤的渗透规律和渗透力计算方法，具有对地基渗透变形进行准确分析的能力。1掌握土壤渗透规律、土壤渗透流量计算；2.2维渗透流及有望绘制，掌握土壤中水的渗透力，分析地基渗透变形。基本内容：2.1土壤的毛细性2

2、.2土壤的渗透性2.3动水压力和相似现象2.4有希望及应用，2.1土壤的毛细性，土壤的毛细性是指会引起毛细现象的性质。土壤的毛细现象是指土壤中水在表面张力作用下沿着微孔向上、向其他方向移动的现象。摩西现象在以下四个茄子方面影响工程。(1)摩西数的上升是引起路基冻害的因素之一。(2)建筑物摩西数的上升使地下室过度潮湿。(3)摩西数的上升会引起土地的沼泽化和盐化。(4)当当地污水具有侵蚀性时，摩西水上升对建筑物和结构的基础上的混凝土、钢筋等形成侵蚀作用。土层中毛细水的分布，土层中毛细现象潮湿的范围称为毛细水带，根据其形成条件和分布情况分为3大(1)正常毛细水带(毛细饱和带)。位于摩西水台底部，与地

3、下潜水相通。主要是潜水面直接上升形成的。水位上下移动。(2)毛细管网带。位于毛细水带中间，可以在表面张力和重力作用下移动。(3)毛细管悬浮水带。位于摩西水台上方，主要是地表水渗入而成的。(。在重力作用下运动。地下水上升原理，液体和空气的分界面存在表面张力，所以在液体表面随意画线，线两边的液体聚集在一起。此外，毛细管壁的分子和水分子之间有重力作用，牙齿重力使与管壁接触部分的水面向上弯曲，毛细水的上升是由液体的“表面张力”和毛细管的“润湿现象”引起的。2.2土壤的渗透性，地基中存在的地下水，在一定的压差作用下通过土中孔隙流动的现象称为渗流或渗透。、以下是四个茄子问题。1.渗透模型；2.层流渗透规律

4、；渗透系数的确定；4.流体力学压力和沙流现象。渗透模型，(1)模型的流与实际流相同。(2)模型中的压力等于实际压力(3)对模型的阻力和对实际泄漏的阻力。考虑到实际工程可以简化渗流如下，一是不考虑渗流路径的弯曲。其次，不考虑土壤中粒子的影响，牙齿虚拟的渗透模型对渗透速度在单位时间内通过土体单位面积的水的平均渗透速度代替实际速度。层流渗透规律，装置中面积为A的直立圆柱，侧壁上装有两个以L分隔的侧压管。滤板使颗粒填充均匀的沙土。水从顶部注入圆柱，多余的水从溢流管道溢出，保持桶内的水位不变。穿透砂层的水从短水管流入量杯，计算渗透流量Q。结果：流量Q与超水面A和水头(h1-h2)成正比，与渗透途径L成反

5、比。也就是说，达西定律：Q=ka(H1-H2)/L，再渗透实验装置，达西定律的适用范围，达西定律是从砂质土体实验中得出的。，(a)细粒土的v-i关系(b)粗粒土的v-i关系砂，普通粘土；颗粒很细的粘土，渗透系数的确定，渗透系数K是土壤渗透能力的综合反映指标，其数值的准确确定对渗透计算具有非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素主要取决于土体粒子的形状、大小、非均匀系数、水的粘度等。很难建立计算渗透系数K的准确理论公式。通常，可以通过实验方法(包括实验室测量和现场测量)或经验估计方法确定k值。实验室测量方法，a常头测试装置；b .可变磁头测试装置。k 10-3是细沙到中卵石。透水性小的(10-7

6、k10-3)粘性土现场测定法、野外水试验和抽水试验等，现场钻孔或挖坑，在地基上注水或抽水时测量地基的水头高度和渗透量，然后根据相应的理论公式求出渗透系数K值。(a)无压力全井抽水试验；(B)无压郑智薰全井抽水试验，经验估计方法，1991年哈森使用有效的粒子大小D10计算相对均匀沙的公式3360 1955年，太史基考虑土壤孔隙比E的经验公式：表1土壤渗透系数基准值，2.3流体压力和类似现象，1 .同水同时，水的渗透对土骨产生牵引力，改变土体的应力和变形。这种渗透水流作用对土壤骨骼的拖曳力称为。以GD表示(kN/m3)。在许多水工建筑物、地球坝及基坑工程中，渗透力的大小是影响工程安全的重要因素之一

7、。实际工程中也有不少与渗透变形(流动的沙子或管道浪涌)牙齿的事例，导致工程严重中断，附近建筑物和设施的安全也受到威胁。因此，在进行工程设计和施工时，要充分注意渗透力对地基土稳定性可能产生的不良后果。流体压力和流砂现象，2 .流体压力(渗透力)计算渗透力的大小与计算点的位置相关。对渗流网孔隙水压力和土粒间作用力的分析表明，单位体积内土粒接收的单位渗透力在形式中I是水力梯度。w水的溶中。如果水力梯度超过一定的限值，土中的渗透流就会冲出并带走一些土体或土粒，从而导致土体位移，位移达到一定程度，土体就会不稳定地破坏。这称为渗透变形。主要有流动的沙子和管道两种茄子形式。泄漏的水流去除整个土壤的现象称为流

8、砂。渗透中土体大颗粒之间小颗粒突出的现象称为管涌。动压和类似现象，3 .相似现象、管涌和临界水力梯度在粘性土中渗透力的作用下，在渗流流失的一定范围内的土体上经常发生表面隆起变形。在淤泥、细沙、粉土等粘性下降的微土壤中，水力梯度达到一定值时，渗流流出处的表面隆起变形，同时，渗流流与土一起向外涌出的沙比现象可能导致地基破坏，工程中将这种运土现象称为类似。灌注是在渗流过程中，土体的化合物不断溶解，小颗粒在大颗粒之间的缝隙中移动，形成管状通道，最终土粒从渗流中涌出的现象。与流砂临界状态相对应的水力梯度临界水力梯度(ICR)为、2.4流网和应用，1 .渗流问题解决方法简介2。有希望及其性质；绘制3流网络

9、；4.有希望的工程应用。介绍了泄漏问题的解决方法，实际工程中经常出现边界条件更复杂的2D或3D问题。在这些泄漏问题中，渗流场各点的渗流速度V和水力梯度I等是位置坐标的2D或3D函数。为此，必须首先建立渗流微分方程，然后结合初始条件解决渗流边界条件。实际工程中渗透问题的边界条件往往比较复杂，其严密的解决一般很难得到。因此，除了渗透问题解的解析解外，还有数值解、图形解和模型测试方法等。最常用的是显卡解决方案，即流网络解决方案。有望及其性质，各向同性土壤的有望具有以下性质。1，有希望的是徐璐直角的栅格。2、曲线正方形的流动网络；3、两条相邻等电位线之间的水头损失相同。4、相邻两条流线之间的单位渗透流

10、是相同的。基于浇口的渗流流网络，绘制流网络，大致有三种茄子：分析方法、实验方法(水力比较法)、近似映射方法(手部描绘方法)。其步骤大体上是根据流动趋势绘制流线，然后根据流网正交性绘制等要素线，形成流网。(威廉莎士比亚、流网、流网、流网、流网、流网、流网、流网、流网、流网)如果发现绘制的流网不是弯曲的正方形，则必须反复修改等值线和流线，直到满足要求。1)首先以一定比例绘制建筑和土层截面，然后根据渗透区域的边界确定要素线(例如边界和边界)。2)根据有希望的特性初步绘制有希望的形式。3)逐步修改流网络。正确绘制流网的工程应用节目、径流网后，可以使用它解决渗流、渗流速度。1)水力梯度计算：2)渗透速度计算：3)渗透流量计算：ai=bi，牙齿章节总结了地基土渗透理论的建立和平面稳定渗透问题的有希望解决方案，渗透系数的确定方法，渗透力和渗透变形等。基础上存在的重力数在水力梯度的作用下流动，形成渗流。不同土壤的透水能力不同，主要由土壤颗粒组成和孔隙比等决定。土壤透水性定量指标是渗透系数，渗透系数值越大，表明土壤的透水力越强。渗透系数通常通过实验方法或经验估计方法确定。研究渗流问题的基本规律是复律，解决平面稳定渗流问题的一般方法是有希望解法。渗透