第三章土中水的运动规律

第一节一.渗透的工程背景下工下工土坝蓄水过坝身流流 等势工H下水向工H闸闸 工工中的水位高于基坑内水位而形成水头差，水 年月日凌晨发生的 轨道交通号线 管涌。260（2） 一.渗透的定义（同前所述存在于地基中 渗流模渗流模型：A真实渗流：

/0

q：渗流流量，单位时间流过截面积A的水量，m3/s；：渗流流速，单位时间流过单位土截面A的水量，m/s （Dracy）渗透定渗透实验 定 qkAhl v

k式 i=△h/l，称为水力梯度，也称水力坡降k为渗透系数,其值等于梯度为1时水的渗透速度，cm/s。上式所表示的关系称 ①：直立圆筒。横截面积 。。②：滤板。滤板上填放颗均匀的砂土 ⑤：量杯。计算渗流量q同时断面1—1和 损失△h=(L+h1)-h25定律 定律是由砂质土体(中砂、细砂、粉砂等)实验得到符合定律，因此在实际工作中还要注意定律的适用范 (1)当渗透速度较小时，渗透的沿程水头损失与流速的一运动规律符合定律，渗透速度v与水力梯度i的关系可在v-i(2)粗颗粒土(如砾、卵石等)的试验结果如图(b)所示认为是层流，v-i关系成线性变化，定律仍然适用 互混杂的流动形式—紊流，v-i关系呈非线性变化，定律 120120b b①砂土、一般②颗粒极细的粘

00作用而呈现粘滞性,需要克服结合水的粘滞阻力才能发生渗四.渗透系数k是综合反映土体渗透能力的一个指标，其土的 变水(1)13245 13245Q，而土样渗流流量q=Q/tk k q QA Ah常水头试验适用于透水(2) 可推k A'

h2变水头试验适用于透水 dqA'dqqdtkiAdtkhlA'dhkhl积分可

h2 kA Al渗透

lnh1kAt k

lnh 现场测定法（粗颗粒土或成层的土

2

2 120H 120H100图(a)无压完整井抽水

图(b)无压非完整井抽现场抽水试验（裘布依）qAkdz2rzk zdzq

zdzz2qlnr qqh2

k(lnr2ln

2 2122121k

(h2h2

(ln

ln

基(Terzaghi)1955年提出了考虑土体孔隙比e的经验 土渗透系土渗透系数土渗透系数10-10-粉质粘10-5～10-10-10-4～10-10-10-3～10-10-10-

应为各土层渗流量之

qxq1xq2xL

nn定 qxn

平均渗透i

k1iH1k2iH2LkniHkxkx1Hkiii行的等效渗透垂直渗透系

H Hqyq1yq2yLi2、…、in，总的水力坡降为kiAkiAkiALki 1 2 n 代Hky1(i1h1H yh1 yh1H

L 等势线簇和流线簇交织成的网格图形称为流网:(4)任意两相邻透系数k及等势 (2)实验法：常用的有水电比拟法。此方法利用水流与(3)近似作图法也称手描法：系根据流网性质和确定的大。实验方法在操作上比较复杂，不易在工程中推 E12近似作图法的步骤E121313568271流网 如图2-9，计算渗流区中某一网格内的渗流速度，可先h

nkikh (n（2）渗流量计 q(m1)

m3/dmqvb

(n而单位宽度内总渗流量qqkh(m1)(n 【例题2-1 数k＝2.5×10－3cm/s，A点、B点分别位于基坑底面以下(1)整个渗流区的单宽流量AB段的平均渗透速度vAB(3)A点、B点的孔隙水压力uA、uBmm(1h(10.01.5)(10.05.01.0)流网图中共有4条流线，9条等势线，即n=9,m=4。在qkh(m1)

=2.44x10-5m3/sm=2.11m3/d(n (2)h (n (9abk

kh2.61030.310.54103cm/ (3A点和BHA(Z1h1)ZA(81)HB(Z1h1)ZB(71)而A点和B点的孔隙水压力分别AHAw2.5310.0BHBw4.2410.0（1）渗透水流作用对土骨架产生的拖曳力称为渗透力(2)渗透力为： D T 流土(砂):渗流水流将整个土体带走的现1.流土（砂 若水的渗流方向自下而上，在土体表面取一单位体积的土体进行分析。已知土有效重度为，当向上的动水力GD=w称为临界水头梯度icr为：icrw

sat i[i]K砂性土在粘性土中，渗透力的作用往出处出现表面隆起变形的同时象过过程演.原因内因：有足够多的粗颗粒形成大于细粒直径的孔隙渗透变形土历流土体局部范围的颗粒同发生只发生在水流渗出的表破坏过程导致下游坡面产生局部管土体内细颗粒通过粗粒的孔隙通道无粘性土或破坏过程相导致结构发流砂与管涌的比土石坝坝基坝身渗

１３０ｋｍ，约７８０ｋｍ２的地区１１Teton坝失事现场现状（美土石坝坝基坝身渗 因缺少先，导多人，直接经

溃坝原因面板止水失效，下游坝体排水不畅造成坝坡失青海沟后水库大坝的原因是坝顶漏水沿着上部坝体存在的土石坝坝基坝身渗年月日:10原 堤基管焦点词汇 工九江大基坑渗流破广州京广广基坑