土力学 3.土的渗透性与渗透问题.pptVIP

第三章 土的渗透性与渗透问题 §3.1概述 §3.2土的渗透性达西定律 §3.3渗透系数及测定方法 §3.4二维渗流、流网及其工程应用 §3.5渗透力和渗透破坏 3.1 概述 §3.2 土的渗透性与达西定律 3.2.1 渗流中的水力坡降 3.3.2 达西定律 §3.3 渗透系数及测定方法 3.3.1渗透系数的室内及其现场测定方法 3.3.2 影响渗透系数的因数 3.3.3成层土的渗透系数 3.3.4 例题分析 §3.4 二维渗流、流网及其工程应用 3.4.1 二维稳定渗流场中的拉普拉斯方程 3.4.2 流网的特征及绘制 3.4.3 流网的应用 3.4.3 非匀质地层中的流网 3.4.5 各向异性土层中的流网 §3.5 渗透力与渗透破坏 §3.5.1 渗透力的概念 §3.5.2 临界水力坡降 §3.5.3 渗透变形的类型、判别及防治 3.5.4 例题分析 本章结束 防渗墙 基马式渗透仪 南55渗透仪 管涌 管涌 管涌 管涌的治理 反滤倒渗 管涌的治理 反滤围井 管涌的治理 蓄水反压 整体破坏－水库塌岸 管涌型土的临界水力梯度 管涌是单个土粒在土体中移动和带出，水科院提出的管涌土临界水力梯度的计算公式为 管涌土的临界水力梯度 水力条件：i icr 5 10 15 20 25 30 35 40 2.0 1.5 1.0 0.5 0 icr Cu 流土 过渡 管涌 Cu 20时, icr =0.25-0.30 [i]=0.10-0.15 苏联： 中国： 0.1-0.2 0.15-0.25 允许坡降[i] 0.1-0.3 0.20-0.40 破坏坡降icr 级配不连续土 级配连续土 水力坡降 增大[i]：下游增加透水盖重 防治流土 土石坝 防渗斜墙及铺盖 浸润线 透水层 不透水层 减小i ：上游延长渗径； 下游减小水压 防治管涌 改善几何条件：设反滤层等 改善水力条件：减小渗透坡降 3.5.3.3 渗透变形的防治措施 1.水工建筑物渗流处理措施 水工建筑物的防渗工程措施一般以“上堵下疏”为原则，上游截渗、延长渗径，下游通畅渗透水流，减小渗透压力，防止渗透变形 ①垂直截渗 主要目的:延长渗径，降低上、下游的水力坡度，若垂直截渗能完全截断透水层，防渗效果更好。垂直截渗墙、帷幕灌浆、板桩等均属于垂直截渗 常见防治措施 ②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 粘土铺盖 ③设置反滤层 砂垫层 水位 加筋土工布 回填中粗砂 抛石棱体 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 ④排水减压 粘性土 含水层 减压井 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 2.基坑开挖防渗措施 ①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 原地下水位 明沟排水 原水位面 一级抽水后水位 二级抽水后水位 多级井点降水 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 ②设置板桩 沿坑壁打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时增加了地下水的渗流路径，减小水力坡降 钢板桩 ③水下挖掘 在基坑或沉井中用机械在水下挖掘，避免因排水而造成流砂的水头差。为了增加砂的稳定性，也可向基坑中注水，并同时进行挖掘 【解答】 临界水力坡降 由于实际水力坡降i [i]，故土坝地基出口处土体不会发生流土破坏 允许水力坡降 【例】某土坝地基土的比重ds=2.68，孔隙比e=0.82，下游渗流出口处经计算水力坡降i为0.2，若取安全系数Fs为2.5，试问该土坝地基出口处土体是否会发生流土破坏 小结 工程实例 渗流问题 土的渗透性及渗透规律 二维渗流及流网 渗透力与渗透变形 渗流中的水头与水力坡降 渗透试验与达西定律 渗透系数的测定及影响因素 层状地基的等效渗透系数 平面渗流的基本方程及求解 流网的绘制及应用 渗透力： 概念与计算 渗透变形： 类型，条件，防治 课后练习P82－3-14、3-16 退出 防渗墙射水法施工 防渗墙 常水头试验 变水头试验 △H △s △l ①与kx, kz无关　 ②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 2.求解方法 确定渗流场内各点的测管水头h的分布 基本方程 边界条件 定解条件 解