岩土力学与地基基础土的渗透性.pptVIP

管涌第29页，共51页，星期日，2025年，2月5日管涌第30页，共51页，星期日，2025年，2月5日管涌第31页，共51页，星期日，2025年，2月5日整体破坏－水库塌岸第32页，共51页，星期日，2025年，2月5日2.4.2渗透变形产生的条件

渗流力和临界水力坡度第33页，共51页，星期日，2025年，2月5日渗流力的概念水在土中流动能量消耗力图拖曳土粒水头损失渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力称为渗流力渗透力、动水压力第34页，共51页，星期日，2025年，2月5日渗流力的概念1点，渗流力与重力方向一致，渗流力促使土体压密，对稳定有利2点，3点，渗流力与重力方向正交，对稳定不利3点，渗流力与重力方向相反，对稳定特别不利第35页，共51页，星期日，2025年，2月5日土的临界水力梯度抗渗强度：土体抵抗渗透破坏的能力，通常以濒临渗透破坏时的水力梯度表示，一般称为临界水力梯度或抗渗梯度第36页，共51页，星期日，2025年，2月5日第1页，共51页，星期日，2025年，2月5日一概述土是具有连续孔隙的介质。当土作为建筑物的地基和直接用作建筑材料时，水就会在水位差的作用下，从水位较高的一侧透过土的孔隙流向水位较低的一侧。第2页，共51页，星期日，2025年，2月5日关于防渗墙防渗墙施工现场防渗墙第3页，共51页，星期日，2025年，2月5日渗透的定义及土的渗透性水透过土体孔隙的现象成为渗透土具有被水透过的性能称为土的渗透性水在土体中的渗透，一方面会造成水量的损失，影响工程效益；另一方面将引起土体内部的应力状态的变化，从而改变水工建筑物或地基的稳定条件，严重时还会酿成破坏事故。土的渗透性的强弱，对土体的固结、强度以及工程施工都有非常重要的影响第4页，共51页，星期日，2025年，2月5日水的问题水的问题指在工程中由于水本身引起的工程问题，比如基坑、隧道等开挖工程中普遍存在地下水渗出而出现需要排水的问题；相反在以蓄水为目的的土坝中会由于渗透造成水量损失而出现需要挡水的问题；另外还有一些像污水的渗透引起地下水污染，地下水开采引起大面积地面沉降及沼泽枯竭等地下水环境的问题。也就是说，说自身的量（涌水量，渗水量）、质（水质）、赋存位置（地下水位）的变化所引起的问题。第5页，共51页，星期日，2025年，2月5日土的问题土的问题是指由于水的渗透引起土体内部应力状态的变化或土体、地基本身的结构、强度等状态的变化，从而影响建筑物或地基地稳定性或产生有害变形的影响，在坡面、挡土墙等结构物中常常会由于水的渗透而造成内部应力状态的变化而失稳；土坝、堤防、基坑等结构物会由于管涌逐渐改变地基土内的结构而酿成破坏事故；非饱和的坡面会由于水分的渗透而造成土的强度的降低而引起滑坡。由于渗透而引起的代表性例子就是地下水开采造成的地面下沉问题。第6页，共51页，星期日，2025年，2月5日二Darcy渗透定律由于土中孔隙一般非常微小，水在土体中流动时的粘滞阻力很大，流速缓慢层流水在土中的渗透速度和试样两端水面间的水位差成正比，而与渗径长度成反比第7页，共51页，星期日，2025年，2月5日Darcy渗透定律v渗透速度（cm/s或m/s）q渗流量（cm3/s后m3/s）i水力梯度，沿渗流方向单位距离的水头损失，无因此h试样两端的水位差，即水头损失L渗径长度k渗透系数（cm/s或m/s,m/d）A试样截面积（cm2或者m2）第8页，共51页，星期日，2025年，2月5日流速与水力梯度的关系－砂土砂土的水力梯度与渗透速度呈线性关系，符合达西渗透定律。第9页，共51页，星期日，2025年，2月5日流速与水力梯度的关系－粘土对于密实的粘土，由于吸着水具有较大的粘滞阻力，因此，只有当水力梯度达到某一数值后，克服了吸着水的粘滞阻力以后，才能发生渗透。我们将这一开始发生渗透时的水力梯度成为粘性土的起始水力梯度ib第10页，共51页，星期日，2025年，2月5日粘性土不但存在起始水力梯度，而且当水力梯度超过起始水力梯度后，渗透速度与水力梯度的规律还偏离达西渗透定律而呈非线性关系。为方便，用虚直线来描述密实粘土地渗透速度与水力梯度的关系，用以下形式表示。流速与水力梯度的关系－粘土第11页，共51页，星期日，2025年，2月5日流速与水力梯度的关系－砾土在粗粒土中（砾、卵石等），只有在小的水力梯度下，渗透速度与水力梯度才呈非线性关系，而在较大的水力梯度下，水在土中流动进入紊流状态，渗透速度与水力梯度