3 土的渗透性.ppt

第三章 土的渗透性;3-1 概 述;;3-2 土的渗流理论;式中：υ--水在土中的渗透速度，cm/s。　　它不是地下水的实际流速，而是在一单位时间（sec） 内流过一单位土截面（cm2）的水量（cm3）； i--水头梯度，即土中两点的水头差（h1-h2）(对右图，为H1-H2)与两点间的流线长度（L）之比； 　k--土的渗透系数，cm/s，与土的渗透性质有关的待定系数。 ;土的渗透系数可以通过室内渗透试验或现场抽水试验来测定。 各种土的渗透系数参考值（cm/s）;;二、达西渗透定律的适用条件 只有当渗流为层流的时候才能适用达西渗透定律。 达西渗透定律的适用界限可以考虑为： （3-5） 满足达西渗透定律的土的平均粒径: （ 3-6） 也就是说，对于比粗砂更细的土来说，达??渗透定律一般是适用的，而对粗粒土来讲，只有在水力坡降很小的情况下才能适用。;渗透系数是直接衡量土的透水性 强弱的一个重要的力学性质指标。 三、实验室内测定渗透系数 可分为：常水头试验和变水头试验 （一）常水头法 是在整个试验过程中，水头保持 不变。常水头法适用于透水性强 的无粘性土。土的渗透系数： （3-7） 下页所示为基马式渗透仪 ;（二）变水头法 在整个试验过程中， 水头是随着时间而变化的。 适用于透水性弱的粘性土。 土的渗透系数： （ (3-8） （3-9） ;四、成层土的渗透系数 天然沉积土往往由渗透性不同的土层所组成。对于与土层层面平行和垂直的简单渗流情况，当各土层的渗透系数和厚度为已知时，我们可求出整个土层与层面平行和垂直的平均渗透系数，作为进行渗流计算的依据。;如图3－6 (a) 所示与层面平行的渗流情况。通过整个土层的总渗流量qx应为各土层渗流量之总和，即 整个土层与层面平行的平均渗流 系数为： ;如图3－6 (b) 所示与层面垂直的渗流情况。通过整个土层的总渗流量qy应为各土层渗流量之总和，即 整个土层与层面垂直的平均渗流系数为： ;1.The test apparatus is shown as Fig. Below. Assuming the water tables in both containers (A and B) unchangeable, Determine the height h in pipe C for pressure. ;3-3 渗透力及渗透破坏类型;两端A,B表面的孔隙水压力，其差值为：;3-3 渗透力及渗透破坏类型;渗透力是一种体积力，量纲与相同。渗透力的大小和水力梯度成正比，方向与渗流方向一致。 ; 简易解法 Force of permeability; ? ? ? ;二、渗透破坏类型 根据渗透破坏的机理将破坏形式分为流土、管涌、接触流失和接触冲刷四种形式，称为土的渗透破坏的四种模式。 1.流砂或流土 在自下而上的渗流发生时，渗透力的大小超过土重度，致使土粒间的有效应力为零，土体的表面隆起、浮动或某颗粒群悬浮、移动的现象称为流砂(sand boiling)或流土(soil boiling)。 ;土的临界水力梯度 当竖向渗流力等于土体的有效重量时，土体就处于流土临界状态。当发生自下而上的渗流且水力梯度大于或等于临界水力梯度时，就会出现流砂现象。 以濒临渗透破坏时的水力梯度 称为临界水力梯度。;粘性土发生流土破坏的机理与无粘性土不完全相同，因为前者不仅仅是由于渗流力作用的结果，而且还与土体表面的水化崩解程度（即水稳性）以及渗流出口临空面的孔径等因素有关。;3-3 渗透力及渗透破坏类型; For the seepage situations shown in Fig below, the length of the sand sample L=25cm and water head difference h=20cm. Calculate the Force of permeab