土力学吐得渗透性.pptx
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1、1土的渗透性 第三章23-1概述概述碎散性碎散性多孔介质多孔介质三相体系三相体系孔隙流体流动孔隙流体流动渗流渗流水、气等流体在土体等多孔介质水、气等流体在土体等多孔介质的孔隙中流动的现象的孔隙中流动的现象渗透性渗透性土体等多孔介质具有被水、气等土体等多孔介质具有被水、气等流体透过的性质流体透过的性质渗透特性渗透特性强度特性强度特性变形特性变形特性非饱和土的渗透性非饱和土的渗透性饱和土的渗透性饱和土的渗透性能量差能量差土颗粒土颗粒土中水土中水渗流渗流32.2.达西定律达西定律 渗透定律在层流状态的渗流中,渗透速度在层流状态的渗流中,渗透速度v与水力坡降与水力坡降i的一次方成正比,并与土的性质有关
2、。的一次方成正比,并与土的性质有关。二.渗透试验与达西定律注意:注意:AAvv:假想渗流速度,土体试样全断面的平均渗流速度假想渗流速度,土体试样全断面的平均渗流速度vs:实际平均渗流速度,孔隙断面的平均渗流速度实际平均渗流速度,孔隙断面的平均渗流速度A AvQvA vsAvk:反映土的透水性能的比例系数,称为渗透系数反映土的透水性能的比例系数,称为渗透系数物理意义:物理意义:水力坡降水力坡降i1 1时的渗流速度时的渗流速度单位:单位:mm/s,cm/s,m/s,m/day4 适用条件:适用条件:层流(线性流)层流(线性流)二.渗透试验与达西定律岩土工程中的绝大多数渗流问岩土工程中的绝大多数渗流
3、问题,包括砂土或一般粘土,均题,包括砂土或一般粘土,均属层流范围属层流范围在粗粒土孔隙中,水流形态可在粗粒土孔隙中,水流形态可能会随流速增大呈紊流状态,能会随流速增大呈紊流状态,渗流不再服从达西定律。渗流不再服从达西定律。可用雷诺数可用雷诺数Re进行判断:进行判断:Re5时层流时层流Re 200时紊流时紊流200 Re 5时为过渡区时为过渡区 5(1)粗粒土:)粗粒土:砾石类土中的渗流常不符合达西定律砾石类土中的渗流常不符合达西定律砂土中渗透速度砂土中渗透速度 vcr=0.3-0.5cm/sivovcrivoi0 两种特例:两种特例:(2)粘性土:)粘性土:致密的粘土致密的粘土 i i0,v=
4、k(i-i0)二.渗透试验与达西定律6三三.渗透系数的测定及影响因素渗透系数的测定及影响因素 室内试验测定方法室内试验测定方法野外试验测定方法野外试验测定方法常水头试验法常水头试验法变水头试验法变水头试验法井孔抽水试验井孔抽水试验井孔注水试验井孔注水试验1.1.测定方法测定方法73.3 3.3 渗透力与渗透破坏类型渗透力与渗透破坏类型 一一.渗透力渗透力1、试验观察渗透变形渗透变形渗透力渗透力二二.渗透变形(渗透破坏)渗透变形(渗透破坏)2、物理本质3、计算方法土水整体分析土水整体分析土水隔离分析土水隔离分析8渗透力的性质渗透力的性质物理意义:物理意义:单位土体内土骨架所受到的渗透水流的拖曳力
5、,它是体积力单位土体内土骨架所受到的渗透水流的拖曳力,它是体积力j=wi大小:大小:方向:方向:与与 i 方向一致(均质土与方向一致(均质土与渗流方向一致)渗流方向一致)作用对象:作用对象:土骨架土骨架一.渗透力9基本类型基本类型 二二.渗透变形(渗透破坏)渗透变形(渗透破坏)流土流土管涌管涌土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏形成条件形成条件 防治措施防治措施 10粘性土粘性土k1k2砂性土砂性土k2坝体坝体1.1.基本类型基本类型 二.渗透变形(渗透破坏)流土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渗流渗
6、流原因:原因:和土的密实程度有关和土的密实程度有关111.1.基本类型基本类型 管涌原因:原因:内因内因 有足够多的粗颗粒形有足够多的粗颗粒形成大于细粒径的孔隙通道成大于细粒径的孔隙通道外因外因渗透力足够大渗透力足够大 在渗流作用下,一定级配的无粘性土中的细小颗粒,通过较大颗在渗流作用下,一定级配的无粘性土中的细小颗粒,通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动,最终在土中形成与地表贯通的管道。粒所形成的孔隙发生移动,最终在土中形成与地表贯通的管道。管涌管涌破坏二.渗透变形(渗透破坏)121.基本类型基本类型 流土与管涌的比较流土与管涌的比较 流土流土土体局部范围的颗粒同时发土体局部范围的颗粒同时发生移
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