[物理]第2章 土的渗透性.pptVIP

* √2.1 土的渗透性与渗透规律 第二章 土的渗透性和渗流问题 §2.3 平面渗流与流网 （略） →2.4 渗透力与渗透变形 √2.1 概述 * §2.4 渗透力与渗透变形 一. 渗透力 1、试验观察 渗透变形 渗透力 §2 土的渗透性和渗流问题 二.渗透变形（渗透破坏） 2、物理本质 3、计算方法 土水整体分析 土水隔离分析 * 一. 渗透力 1、试验观察 Δh=0 静水中，土骨架会受到浮力作用。 Δh0 水在流动时，水流受到来自土骨架的阻力，同时流动的孔隙水对土骨架产生一个摩擦、拖曳力。 Δh0 产生何种效果？工程应用 渗透力 j ——渗透作用中，孔隙水对土骨架的作用力，方向与渗流方向一致。 h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b §2 土的渗透性和渗流问题 §2.4 渗透力与渗透变形 * 一. 渗透力 h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b 土粒 渗 流 j §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 渗透力与浮力有何区别？ 2、物理本质 * h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b P2 W P1 R 静水中的土体 A=1 W = Lγsat＝L(γ? + γw) P1 = γwhw P2 = γwh2 R = ? R + P2 = W + P1 R + γwh2 = L(γ? + γw) + γwhw R = γ? L 土水整体分析 §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 一. 渗透力 3、计算方法 * h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b P2 W P1 R 静水中的土体 A=1 W = Lγsat＝L(γ? + γw) P1 = γwhw P2 = γwh1 R = ? R + P2 = W + P1 R + γwh1 = L(γ? + γw) + γwhw R = γ?L－ γwΔh R = γ? L 渗流中的土体 §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 一. 渗透力 土水整体分析 3、计算方法 * h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b P2 W P1 R 静水中的土体 A=1 R = γ? L－ γwΔh R = γ? L 渗流中的土体 向上渗流存在时，滤网支持力减少 减少的部分由谁承担？ 水与土之间的作用力－渗流的拖曳力 总渗透力 J = γwΔh 渗透力 j = J/V = γwΔh/L = γwi j = γwi §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 一. 渗透力 土水整体分析 3、计算方法 * h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b P2 W P1 R A=1 R = γ? L－ γwΔh 渗流中的土体所受滤网支持力 向上渗流存在时，滤网支持力减少 临界水力坡降 i = Δh/L = γ? /γw icr = γ?/γw γ? L－ γwΔh = 0 §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 一. 渗透力 土水整体分析 3、计算方法 * P2 W P1 R h1 Δh h2 0 0 hw L 土样 滤网 贮水器 a b A=1 P1+ Ww+ J? = P2 水体的平衡条件 j = γwi γwhw+ γwL + j? L= γwh1 W’ J Ww J’ = R + P2 P1 P1 = γwhw P2 = γwh1 Ww= Vvγw+ Vsγw= Lγw 土水隔离分析 §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 一. 渗透力 3、计算方法 * 渗透力的性质 物理意义：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 = γwi 大小： 方向：与i方向一致（均质土与渗流方向一致） 作用对象：土骨架 §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 一. 渗透力 * 基本类型 二.渗透变形（渗透破坏） 流土 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 防治措施 §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 * 粘性土k1k2 砂性土k2 坝体 1. 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 渗流 原因： §2.4 渗透力与渗透变形 §2 土的渗透性和渗流问题 * 1. 基本类型 管涌 原因： 内因—— 有足够多的粗颗粒形成大于细粒径的孔隙通道 外因——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