第三章土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

第一節(jié)一.滲透的工程背景下工下工土壩蓄水過壩身流流 等勢工H下水向工H閘閘 工工中的水位高于基坑內(nèi)水位而形成水頭差，水 年月日凌晨發(fā)生的 軌道交通號(hào)線 管涌。260（2） 一.滲透的定義（同前所述存在于地基中 滲流模滲流模型：A真實(shí)滲流：

/0

q：滲流流量，單位時(shí)間流過截面積A的水量，m3/s；：滲流流速，單位時(shí)間流過單位土截面A的水量，m/s （Dracy）滲透定滲透實(shí)驗(yàn) 定 qkAhl v

k式 i=△h/l，稱為水力梯度，也稱水力坡降k為滲透系數(shù),其值等于梯度為1時(shí)水的滲透速度，cm/s。上式所表示的關(guān)系稱 ①：直立圓筒。橫截面積 。。②：濾板。濾板上填放顆均勻的砂土 ⑤：量杯。計(jì)算滲流量q同時(shí)斷面1—1和 損失△h=(L+h1)-h25定律 定律是由砂質(zhì)土體(中砂、細(xì)砂、粉砂等)實(shí)驗(yàn)得到符合定律，因此在實(shí)際工作中還要注意定律的適用范 (1)當(dāng)滲透速度較小時(shí)，滲透的沿程水頭損失與流速的一運(yùn)動(dòng)規(guī)律符合定律，滲透速度v與水力梯度i的關(guān)系可在v-i(2)粗顆粒土(如礫、卵石等)的試驗(yàn)結(jié)果如圖(b)所示認(rèn)為是層流，v-i關(guān)系成線性變化，定律仍然適用 互混雜的流動(dòng)形式—紊流，v-i關(guān)系呈非線性變化，定律 120120b b①砂土、一般②顆粒極細(xì)的粘

00作用而呈現(xiàn)粘滯性,需要克服結(jié)合水的粘滯阻力才能發(fā)生滲四.滲透系數(shù)k是綜合反映土體滲透能力的一個(gè)指標(biāo)，其土的 變水(1)13245 13245Q，而土樣滲流流量q=Q/tk k q QA Ah常水頭試驗(yàn)適用于透水(2) 可推k A'

h2變水頭試驗(yàn)適用于透水 dqA'dqqdtkiAdtkhlA'dhkhl積分可

h2 kA Al滲透

lnh1kAt k

lnh 現(xiàn)場測定法（粗顆粒土或成層的土

2

2 120H 120H100圖(a)無壓完整井抽水

圖(b)無壓非完整井抽現(xiàn)場抽水試驗(yàn)（裘布依）qAkdz2rzk zdzq

zdzz2qlnr qqh2

k(lnr2ln

2 2122121k

(h2h2

(ln

ln

基(Terzaghi)1955年提出了考慮土體孔隙比e的經(jīng)驗(yàn) 土滲透系土滲透系數(shù)土滲透系數(shù)10-10-粉質(zhì)粘10-5～10-10-10-4～10-10-10-3～10-10-10-

應(yīng)為各土層滲流量之

qxq1xq2xL

nn定 qxn

平均滲透i

k1iH1k2iH2LkniHkxkx1Hkiii行的等效滲透垂直滲透系

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

L 等勢線簇和流線簇交織成的網(wǎng)格圖形稱為流網(wǎng):(4)任意兩相鄰?fù)赶禂?shù)k及等勢 (2)實(shí)驗(yàn)法：常用的有水電比擬法。此方法利用水流與(3)近似作圖法也稱手描法：系根據(jù)流網(wǎng)性質(zhì)和確定的大。實(shí)驗(yàn)方法在操作上比較復(fù)雜，不易在工程中推 E12近似作圖法的步驟E121313568271流網(wǎng) 如圖2-9，計(jì)算滲流區(qū)中某一網(wǎng)格內(nèi)的滲流速度，可先h

nkikh (n（2）滲流量計(jì) q(m1)

m3/dmqvb

(n而單位寬度內(nèi)總滲流量qqkh(m1)(n 【例題2-1 數(shù)k＝2.5×10－3cm/s，A點(diǎn)、B點(diǎn)分別位于基坑底面以下(1)整個(gè)滲流區(qū)的單寬流量AB段的平均滲透速度vAB(3)A點(diǎn)、B點(diǎn)的孔隙水壓力uA、uBmm(1h(10.01.5)(10.05.01.0)流網(wǎng)圖中共有4條流線，9條等勢線，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點(diǎn)和BHA(Z1h1)ZA(81)HB(Z1h1)ZB(71)而A點(diǎn)和B點(diǎn)的孔隙水壓力分別AHAw2.5310.0BHBw4.2410.0（1）滲透水流作用對(duì)土骨架產(chǎn)生的拖曳力稱為滲透力(2)滲透力為： D T 流土(砂):滲流水流將整個(gè)土體帶走的現(xiàn)1.流土（砂 若水的滲流方向自下而上，在土體表面取一單位體積的土體進(jìn)行分析。已知土有效重度為，當(dāng)向上的動(dòng)水力GD=w稱為臨界水頭梯度icr為：icrw

sat i[i]K砂性土在粘性土中，滲透力的作用往出處出現(xiàn)表面隆起變形的同時(shí)象過過程演.原因內(nèi)因：有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒直徑的孔隙滲透變形土歷流土體局部范圍的顆粒同發(fā)生只發(fā)生在水流滲出的表破壞過程導(dǎo)致下游坡面產(chǎn)生局部管土體內(nèi)細(xì)顆粒通過粗粒的孔隙通道無粘性土或破壞過程相導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)流砂與管涌的比土石壩壩基壩身滲

１３０ｋｍ，約７８０ｋｍ２的地區(qū)１１Teton壩失事現(xiàn)場現(xiàn)狀（美土石壩壩基壩身滲 因缺少先，導(dǎo)多人，直接經(jīng)

潰壩原因面板止水失效，下游壩體排水不暢造成壩坡失青海溝后水庫大壩的原因是壩頂漏水沿著上部壩體存在的土石壩壩基壩身滲年月日:10原 堤基管焦點(diǎn)詞匯 工九江大基坑滲流破廣州京廣廣基坑