土的渗透性和渗透问题

土的渗透性和渗透问题一、达西定律【基本内容】渗透——在水位差作用下，水透过土体孔隙的现象。渗透性——土具有被水透过的性能。1、达西定律v=ki=kh/L或用渗流量表示为q=vA=kiA式中v――渗透速度，cm/s或m/d；q――渗流量，cm³/s或m³/d；i=h/L――水力坡降（水力梯度），即沿渗流方向单位距离的水头损失，无因次；h――试样两端的水头差，cm或m；L――渗径长度；cm或m；k――渗透系数，cm/s或m/d；其物理意义是当水力梯度i等于1时的渗透速度；A――试样截面积，cm²或m²。【注意】由上式求出的v是一种假想的平均流速，假定水在土中的渗透是通过整个土体截面来进行的。水在土体中的实际平均流速要比达西定律采用的假想平均流速大。2、达西定律的适用范围与起始水力坡降对于密实的粘土：由于结合水具有较大的粘滞阻力，只有当水力梯度达到某一数值，克服了结合水的粘滞阻力后才能发生渗透。起始水力梯度――使粘性土开始发生渗透时的水力坡降。必(a)崇队砂愿土梯厌止裹(b)洁球密实粘利土斥关貌(c出)币砾石、卵石扛粘性土渗透系捕数与水力坡降帖的规律偏离达码西定律而呈非杜线性关系，如水图价（它b恐）中的实线所爪示，常用虚直躬线来描述密实仅粘土的渗透规叫律。排耗剂兄雾填份料圾勒佣(2-铜3)抓式赚中减ib炒――罪密实粘土的起鹰始水力坡降；巴对于粗粒土中益（如砾、卵石于等）：在较小连的幕i满下删，捆v拴与搁i均才呈线性关系沸，当渗透速度永超过临界流新速惕vc震r腿时，水在土中槽的流动进入紊漂流状态，渗透盈速度与水力坡构降呈非线性关疮系，如图刚（水c塘）所示，此时耽，达西定律不支能适用。婶二花、株渗透系数及其罗确定方法【基本内容】一）渗透试验纯1妙．常水头试验代常水头试验适厨用于透水性大伞（司k>10能-3cm佛/骤s板）的土，例如场砂土。朴常水头试验就撒是在整个试验齿过程中，水头没保持不变。试脑验时测出某时宵间间档隔埋t恳内流过试样的烤总水在量膨V滩，根据达西定报律PAGE2舰即阅根军崖餐默树须内债您刑2怠．变水头试验踪粘性土由于渗陶透系数很小，羊流经试样的总厨水量也很小，条不易准确测定容。因此，应采语用变水头试验团。朴变水头试验就顽是在整个试验干过程中，水头悲随时间而变化胁的一种试验方霸法。利用数学零方法可得到渗位透系数充如用常用对数嘱表示，上式可卫写为崇弯纠筐崭贿离烛龟进加二元）缸影响渗透系数忽的因素对【讨论】上述珍因素对渗透系茫数的影响尸三）成层土的额渗透系数枯1维．平行层面渗泰透系数控【讨论】对于载成层土，如果幻各土层的厚度光大致相近，而融渗透性却相差并悬殊时，与层可向平行的平均剑渗透系数将取杀决于最透水层贤的厚度和渗透绿性。缓2到．垂直层面渗括透系数饮邀【讨论】对于彼成层土，如果鄙各土层的厚度呀大致相近，而休渗透性却相差巧悬殊时，与层默面垂直的平均统渗透系数将取户决于最不透水殿层的厚度和渗修透性。饲工【例题先自习延后讲解草】珠枕元【灾例盏2-塞1营】泪粥设做变水头渗喇透试验的粘土烂试样的截面积裂为哗30度㎝君2梳，厚度为唇4cm茫，渗透仪细玻摔璃管的内径为技0.4cm慢，试验开始时罢的水位差为斑160cm获，经时赌段释1烧5侍分观察得水位虫差为脆52cm离，试验时的水饥温为是3社0胞℃宿，试求试样的该渗透系数。【解题思路】事熟悉变水头公监式计算k20绍三、渗透力和羽渗透变形【基本内容】赚一）渗透力和踩临界水力坡降1．渗透力府渗透力恐――风水在土体中流监动时，渗透水厦流施加于单位裳土粒上的拖曳轰力。渗透力的特点拿【讨论】渗透庸力对土体稳定狠的影响费2邮．临界水力坡来降筝—骤—南使土体开始发悉生渗透变形的黑水力坡降。我设计时，将渗液流逸出处的水继力坡降控制在盖允许坡棵降谦[i捏]堆内，即i≤[i]二）渗透变形炮渗透水流将土踪体的细颗粒冲葡走、带走或局族部土体产生移身动，导致土体舟变形，这类问怠题称为渗透变狭形问题。狱1联．渗透变形的县基本形式扰2组．流土的特点裳：股发生于地基或叔土坝下游渗流劣出逸处，而不层发生于土体内看部。开挖基坑卫或渠道时常常涨遇到的流砂现胡象，就属于流棒土破坏。细砂尼、粉砂、淤泥判等较易发生流百土破坏。旦3肤．管涌的特点惯：绘既可以发生在王土体内部，也完可以发生在渗研流出口处。它腰的发展一般有尝个时间过程，态是一种渐进性寒的破坏。管涌扑的临界水力梯晶度填ic议r充一般通过试验耗确定。【工程经验】挂粘性土由于粒削间具有粘聚力贪，连结较紧，本常不出现管涌骡而只发生流土蕉破坏；专不均匀系估数乡Cu>1否0仗的匀粒砂土，声在一定的水力墨梯度下，局部陵地区较易发生骄流土破坏；腿对疤Cu>1撤0这的砂和砾石、寸卵石，分两种应情况。当孔隙妇中细粒含量较肯少（小鲜于耀30图%镰）时，只要较触小的水力坡降离，就足以推动慢这些细粒发生评管涌。如它们吓的孔隙中细粒准增多，以至塞去满全部孔隙（炊此时细料含量轿约堵为巷30%~35埋%不），便不出现非管涌而会发生蔽流土现象。【提问答疑】筹【本次课小结扭】1．达西定律分2柔．测定渗透系绸数的方法柔3顶．渗透力与渗恶透变形【复习思考】锤1捏.偷达西定律的适贯用条件有哪些举？光2拦．实验室测定惜渗透系数的方工法有哪两种？觉它们分别适用果于什么情况？悉3材．何谓渗透力正？其大小、方瓦向、单位如何健？垄4浆．渗透变形的鲁基本形式有分缝哪两种？它们们分别有什么特呈征？【课后作业】殖四裹、舱渗流工程问题婆与处理措施【基本内容】疯一）渗流工程佳问题处1帅．地下水的浮妨托作用号2倚．地下水的潜梨蚀作用3．流砂益垒4虏．基坑突涌月二）防渗处理孤措施亩1宵．水工建筑物壤渗流处理措施站令基水工建筑物的寻防渗工程措施锹一般保以陪“踩上堵下现疏毛”消为原则，上游乒截渗、延长渗墓径，下游通畅源渗透水流，减铸小渗透压力，踢防止渗透变形利。①垂直截渗花剥救垂直截渗墙、井帷幕灌浆、板鞠桩等都属于垂斥直截渗。下②线设置水平铺盖集旧娘上游设置水平笨铺盖，延长水橡流渗透路径。③设置反滤层比在水工建筑物艇下游设置反滤紫层，既可通畅仙水流，又起到畅保护土体、防伪止细粒流失而境产生渗透变形币。④排水减压长为减小下游渗尖透压力，常常绿在水工建筑物坐下游、基坑开碌挖时，设置减扯压井或深挖排馒水槽。督【工程实例】伍【讨论】采用伏上述措施的原动理踩2棉．基坑开挖防除渗措施①工程降水核可采用明沟排恶水和井点降水疲的方法人工降丸低地下水位。②设置板桩稼沿坑壁打入板雕桩，它一方面挺可以加固坑壁缠，同时增加了粮地下水的渗流侧路径，减小水猪力坡降。③水下挖掘仰在基坑或沉井特中用机械在水岛下挖掘，避免煤因排水而造成汁流砂的水头差盏。为了增加砂林的稳定性，也绵可向基坑中注蔽水，并同时进侮行挖掘。只基坑开挖防渗缝措施还有冻结参法、化学加固舌法、爆炸法等揪。※习题复习课【本章小结】瓦1类．层流状态，链水在土中的渗盈透速度与试样赏的水力梯度（筹或水力坡降）兔成正比；忍2腰．常水头试验援适用于透水性天大列（拼k>10幻-3