土的水理性质与土的压实-土的水理性质（工程岩土课件）

土的渗透性毛细现象在表面张力作用下，自由水沿细的孔隙通道移动的现象一、土的毛细性一、

土的毛细性1、土层中毛细水的分布毛细水带：土层中毛细水所浸润的范围。分为三类：（1）正常毛细水带(又称毛细饱和带)：潜水面直接上升而形成。

（2）毛细网状水带：由地下水位的变动而引起。（3）毛细悬挂水带：地表水渗入形成

三种毛细水带不一定同时存在；毛细水带内土的含水率随深度变化2、毛细水上升机理、上升高度及上升速度上升机理：由液体的“表面张力”和毛细管的“湿润现象”产生。表面张力：在其作用下，液体力图缩小表面积，从而降低表面自由能；湿润现象：毛细管管壁的分子和水分子之间的引力使与管壁接触部分的水面呈内凹的弯液面。结论：上述两种作用周而复始，使毛细管内水柱上升，直至升高水柱的重力和管壁与水分子之间的引力所产生的上举力平衡为止。土中毛细现象

上升高度:2、毛细水上升机理、上升高度及上升速度

毛细升高与孔径成反比分析对象:水柱毛细管越细，管壁阻力大，毛细水上升速度慢3、土的毛细现象对工程的影响（1）毛细水的上升引起建筑物或构筑物地基冻害；（2）毛细水的上升会引起房屋建筑地下室、地下铁道侧壁过分潮湿，对防潮、防湿带来更高的要求；（3）当地下水有侵蚀性时，毛细水的上升，可能对建构筑物基础中的混凝土、钢筋等形成侵蚀作用，缩短使用年限。（4）毛细水的上升还可能引起土的沼泽化、盐渍化，对道路、桥梁、水利工程等可能造成影响。土的渗透性土的渗透性与达西定律渗流——各种势能作用下，水在土体孔隙中流动的现象渗透性——土具有被水透过的性质碎散性多孔介质三相体系孔隙流体流动能量差土的渗透性与达西定律1、渗流模型渗流模型示意图a）水在土孔隙中的运动轨迹；b）理想化的渗流模型层流：水在土的细微孔隙中的缓慢流动称为层流。2、渗流中的水头与水力坡降透水层不透水层基坑板桩墙ABL2．渗流中的水头与水力坡降总水头－单位质量水体所具有的能量z：位置水头u/γw：压力水头V2/(2g)：流速水头≈0A点总水头：B点总水头：总水头：水力坡降：3、渗透试验与达西定律层流状态下土中水的渗流速度与能量损失之间服从线性渗流规律渗透系数的物理意义——单位水力梯度时孔隙流体的渗流速度。反映土体渗透性的大小，是土的重要指标之一。可通过试验测定。Q=kAtiv=Q/At=ki=kΔh/L达西定律的基本假定：（1）采用了以整个断面计算的假想平均流速，而不是孔隙流体的实际流速。实际流速要比平均流速大。（2）采用了以土样长度为渗径的平均水力梯度，而不是渗透水流的真正水力梯度。无粘性土中砂、细砂、粉砂粘土适用条件：适用于大部分砂土，粉砂等起始水力梯度第十七讲土的流砂与管涌学习内容一流砂与管涌的基本概念二流砂与管涌的形成条件三流砂与管涌的防治措施土工建筑物及地基由于渗流作用而出现了变形或破坏渗流引起的渗透破坏主要有：1.由于渗流力（渗透力）的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳。2.由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体或结构物失稳管涌流砂（或流土）滑坡水库塌岸，岸坡、土坝在水位降落时滑动，挡土墙等结构物失稳引起1.基本概念粘性土k1<<k2砂性土k2坝体（1）流土：又称“液化”、“流砂”。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（2）管涌原因：内因——有足够多的粗颗粒形成大于细粒直径的孔隙外因——渗流力足够大

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道。管涌管涌破坏（3）流砂与管涌的比较流砂土体局部范围的颗粒同时发生移动管涌只发生在水流渗出的表层只要渗透力足够大，可发生在任何土中破坏过程短导致下游坡面产生局部滑动等现象位置土类历时后果土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动可发生于土体内部和渗流溢出处一般发生在特定级配的无粘性土或分散性粘土破坏过程相对较长导致结构发生塌陷或溃口二、形成条件Fs:安全系数2.0～2.5[i]:允许坡降i<icr:i=icr:i>icr:土体处于稳定状态土体发生流土破坏土体处于临界状态1、流土经验判断：2、管涌（1）内因：颗粒几何条件A、土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径；B、不均匀系数Cu＞10（2）外因：水力条件试验测定方法：改变试样底部的水头高度。现象:试样中细小土粒移动。b图中：从C点开始，水力梯度稍有增加，渗流速度就会急剧加大，说明试样中发生了管涌。水力坡降级配连续土级配不连续土破坏坡降icr0.2—0.40.1—0.3允许坡降[i]0.15—0.250.1—0.2渗流力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动式发生管涌的条件，可用管涌水力坡降表示。三、

防治措施增大[i]：下游增加透水盖重1