第三章 土渗透性及渗流.pptVIP

易知垂直透水时，各层土单位面积上的垂直透水量相等，有: 又因为总垂直透水量为: 故总垂直渗透系数为: 第2节 达西定律 算例说明 按层厚加权平均，由较大值控制 倒数层厚加权平均，由较小值控制 第2节 达西定律 5.渗透系数的影响因素分析 粒径大小及级配 密实性 结构性 土的构造 水的动力粘滞系数 饱和度（含气量）对k影响很大，封闭气泡 第2节 达西定律 第2节 达西定律 本节小结 一．渗流中的水头与水力坡降 二．渗透试验与达西定律 三．渗透系数的测定及影响因素 能量方程 渗流速度的规律 渗透特性 四．层状地基的等效渗透系数 地基的渗透系数 第2节 达西定律 本 章内容 第1节 地下水引发的工程问题 第2节 达西定律 第3节 流网理论简介 第4节 流土、管涌及其防治 第3节 流网理论简介 一、流网性质 由流线和等势线组成的网格叫流网。流线和等势线正交，所以把网格在局部绘制成正方形是很方便的。这里，所谓的正方形，是指图所示的与圆外切的方块形。 为了了解这种正方形流网的性质，如图所示，从流网中取出三个正方形网目A,B,C。设A和B的内接圆直径分别是d1，d2，通过包含A，B在内的流线间的（称为流管）流量不变，根据达西定律q=kiA，有： 式中:(d1χ1）和（d2χ1）表示与流线正交的断面积的单位厚度。由上式得Δh =Δhˊ， 性质Ⅰ:表示各正方形网格的水头损失相等,即各等高线上水位相等。 第3节 流网理论简介 设C的内接圆直径为d3，比较通过相同的等势线中的两部分A和B的透水量 性质Ⅱ:各流管内的流量是相等的q=q′ 第3节 流网理论简介 基本要求： 1. 正交性：流线与等势线必须正交 二.流网的绘制及应用 H △h 0 l s l s 2. 各个网格的长宽比c应为常数。取c=1，即为曲边正方形 3. 在边界上满足流场边界条件要求，保证解的唯一性。 第3节 流网理论简介 A B C D l s H △h 0 0 l s 绘制方法 一个高精度的流网图，需经过多次的修改后才能完成。 根据渗流场的边界条件 确定边界流线和首尾等势线 正交性 曲边正方形 初步绘制流网 流线→等势线→反复修改，调整 精度较高的流网图 第3节 流网理论简介 流网特点： 1.与上下游水位变化无关 Δh=const； 2.与k无关； 3.等势线上各点测管水头h相等。 H △h 0 l s l s 第3节 流网理论简介 1.测管水头 h 实际应用： 3.确定孔压 4.确定流速 5. 确定流量 2.水力坡降 H △h 0 l s l s 第3节 流网理论简介 例题2.4 在图2.9中，H1=11m，H2=2m，板桩的入土深度是5m，地基土的渗透系数是5×10-4cm/s，土的比重Gs=2.69，孔隙率n=39%。 （1）求图中点A和点B的孔隙水压力。 （2）求每1m板桩宽的透水量。 第3节 流网理论简介 解： (1)在图2.9中，流网网格Nd =10，Nf =5， 总水头H1－H2 =11－2 = 9m，则每个网格的水头损失 ⊿h = 9/10 = 0.9m。 A、B两点的孔隙水压力分别为： uA=(5+11－0.9)×9.8=148.0kN/m2 uB=(5+11－0.9×9)×=77.4kN/m2 (2)已知渗透系为5×10-4cm/s=0.432m/day，根据公式流网可求得透水量 第3节 流网理论简介 本章内容 第1节 地下水引发的工程问题 第2节 层流渗透定律 第3节 流网理论简介 第4节 流土、管涌及其防治 1.Δh=0 静水中，土骨架会受到 浮力作用。 2.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。 3.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 第4节 流土、管涌及其防治 一、渗透力 渗透力:渗流水作用于单位 体积土体上的力（体力). 如图所示，渗透力来源于沿着流线的孔隙水压力的差Δu。 设a为流管的横截面积，则渗透力（单位体积力）推导如下： 1.点A、B两端的静水压力分别为： 和 2.流管中水柱自重为： 3.设单位体积土对渗流水的阻力为T, 则土骨架对渗流水的总阻力