土的渗透性-达西定律（土力学课件）

土的渗透性与达西定律1.概述土颗粒土中水渗流碎散性多孔介质三相体系孔隙流体流动水、气等在土体孔隙中流动的现象渗流土具有被水、气等流体透过的性质渗透性渗透特性--强度特性--变形特性1.概述浸润线流线等势线下游上游土坝蓄水后水透过坝身流向下游渗流量-渗透压力-渗透变形透水层不透水层基坑板桩墙板桩围护下的基坑渗流渗流量-渗透压力-渗透变形1.概述渗透在水位差作用下，水透过土体孔隙的流动现象。流线水的质点运动轨迹。地下水流动的基本形式：层流和紊流层流流速较小，流线互相平行的水流。紊流流速较大，水的质点运动轨迹不规则，流线互相交错，产生局部漩涡的水流。2.渗流中的总水头与水力坡降总水头－单位重量水体所具有的总能量之和ABLh1h2zAzBΔh00基准面水力坡降线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：水头差：测管水头3.达西定律1856年法国学者Darcy对砂土的渗透性进行研究结论层流状态时，水在土中的渗透速度与水力坡降成正比达西定律v=ki水力坡降i，即沿渗流方向单位距离的水头损失渗透系数k，单位水力坡降时水在土中的渗透速度。单位：cm/s，m/d

4.达西定律适用范围讨论：达西定律v=kiiv0砂土v=ki砂土的渗透速度与水力坡降呈线性关系0iv密实黏土ib起始水力坡降注：水在土中流动通过土样的孔隙而不是整个横截面，实际流速大于计算流速达西定律适用于层流，不适用于紊流密实的黏土,需要克服结合水的黏滞阻力后才能发生渗透,其渗流情况偏离达西定律。v=k(i-ib)5.渗透系数k的测定（1）常水头试验—试验过程中水头差保持不变适用于透水性大（k>10-3cm/s）的土，例如砂土。时间t

内流出的水量5.渗透系数k的测定（2）变水头试验—试验过程水头差随时间变化截面面积a适用于渗透系数小的粉土和黏性土。管内减少水量＝流经试样水量dV=－adh

dV=kiAdt=kAh/Ldt

－adh=kAh/Ldt

分离变量并积分或6.影响渗透系数的因素（1）土粒大小与级配（2）土的密实度（3）水的动力粘滞系数（4）土中封闭气体含量

达西定律

-作业1达西定律-作业1概念题：1.水力坡降的概念？2.水力坡降的物理意义？达西定律-作业12.水力坡降的物理意义：沿渗流方向单位距离的水头损失1.水力坡降为水头差与渗流路径之比

达西定律

-作业2达西定律-作业2概念题：1.达西定律2.达西定律的物理意义？3.渗透系数k的物理意义？达西定律-作业21.达西定律：3.渗透系数k：表示单位水力坡降时的渗透速度v=ki2..达西定律的物理意义：水在土中的渗透速度与水力坡降成正比

达西定律

-作业3达西定律-作业3判断题：1.水在土中的渗透速度与实际流速相等。（）2.达西定律适用于层流，不适用于紊流。（）3.只要存在水力坡降，黏性土就会发生渗流。（）达西定律-作业3判断题：1.水在土中的计算渗透速度与实际流速相等。（×）2.达西定律适用于层流，不适用于紊流。（√）3.只要存在水力坡降，黏性土就会发生渗流。（×）

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-作业4达西定律-作业4计算题：一土样长25cm，横截面积100cm2，作用于该土样两端的水头差75cm，通过该土样渗流出的水量为240cm3/min试求该土样的渗透系数，并判定是何种土达西定律-作业4解：土样的渗透系数查表可以确定该土样为中砂

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-作业5达西定律-作业5简答题：影响渗透系数的因素有哪些？达西定律-作业5影响渗透系数的因素有：1.土粒大小与级配

细粒含量愈多，土的渗透性愈小，例如砂土中粉粒及黏粒含量愈多时，砂土的渗透系数就会大大减小。2.土的密实度

同种土在不同的密实状态下具有不同的渗透系数，土的密实度增大，孔隙比降低，土的渗透性也减小。达西定律-作业5影响渗透系数的因素有：4.土中封闭气体含量3.水的动力黏滞系数

动力黏滞系数随水温发生明显的变化。水温愈高，水的动力黏滞系数愈小，土的渗透系数则愈大。

土中封闭气体阻塞渗流通道，使土的渗透系数降低。封闭气体含量愈多，土的渗透性愈小。名词术语6水力坡降：水头差与渗流路径之比，表达式i=∆h/L达西定律：水在土中的渗透速度与水力坡降成正比，表达式v=ki

土的渗透性的基本概念-作业1土的渗透性基本概念-作业1问答题：1.什么是渗流？2.什么是渗透性？土的渗透性基本概念-作业11.渗流：水在土体孔隙中流动的现象2.渗透性：土具有被水、气等流体透过的性质

土的渗透性的基本概念-作业2土的渗透性基本概念-作业2问答题：1.流线的概念？2.地下水流动的基本形式有哪两种？3.简要回答什么是层流？什么是紊流？土的渗透性基本概念-作业21.流线：水的质点运动轨迹。2.