土力学(第3).ppt

水头的大小随选取的基准面不同而不同； 解： 总水头变化： 水力梯度： 抽水量为Q 观测孔距离分别为rl和r2 ，水位高度h1和h2 r处水面高度h，过水断面A＝2?rh 例 3-3 设做变水头渗透试验的粘土试样的截面积为30cm2，厚度为4cm，渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm，试验开始时的水位差为160cm，经时段15分钟后，观察得水位差为52cm，试验时的水温为30℃，试求试样的渗透系数。 End of Chapter 3 第三章 土的渗透性及渗流 兼擞嘴栈裔啥要精舆酋苍蔡蒙伍影否冷徊刷羡罢恩捕底菇谜该鹃硕仓朝库土力学(第3章)土力学(第3章) 水在土体中流动时，将会引起水头的损失。这种水头损失是由于水在土体孔隙中流动时，力图拖曳土粒而消耗能量的结果。 渗流力：渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力，也称渗透力、动水压力。 第三章 土的渗透性及渗流 3-4 渗透破坏与控制 渗流所引起的稳定问题： 土体的局部稳定问题，又称为渗透变形问题 整体稳定问题 3.4.1 渗流力 医敞损嫌垣荫至谜树贵露愚犯杠乘跋谅溢奔土宠圭没尾紫叫酷据郎允杀潦土力学(第3章)土力学(第3章) （a）水土整体 （b）土骨架 （c）水 第三章 土的渗透性及渗流 3-4 渗透破坏与控制 3.4.1 渗流力 桶隅嫡辫吮下嘶玲储兽盖扛屋秆遏笺愧狄贸卿赋舟横安市醒筐至诬淄疽入土力学(第3章)土力学(第3章) h 2 h1 h2 1 L 沿水流方向放置两个测压管，测压管水面高差h 水流流经这段土体，受到土颗粒的阻力，阻力引起的水头损失为h 土粒对水流的阻力应为 土样面积 根据牛顿第三定律，试样的总渗流力J和土粒对水流的阻力F大小相等，方向相反 第三章 土的渗透性及渗流 3-4 渗透破坏与控制 3.4.1 渗流力 纷惩舷振症钠以顾稼崩侧恐陪辑狠硫钝弃买憾罪傣捡软存菊摔菩敢乍鹅强土力学(第3章)土力学(第3章) 渗流作用于单位土体的力 说明：渗透力j是渗流对单位土体的作用力，是一种体积力，其大小与水力坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为kN/m3 渗透力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对土体稳定性有显著的影响 a b c 渗透力方向与重力一致，促使土体压密、强度提高，有利于土体稳定 渗流方向近乎水平，使土粒产生向下游移动的趋势，对稳定不利 渗流力与重力方向相反，当渗透力大于土体的有效重度，土粒将被水流冲出 第三章 土的渗透性及渗流 戚垢坠浊卷静仆灌葱耙惑冬拨往毡膊检结攘酗硒肤四斟缓洲夕扁陋辐钮牟土力学(第3章)土力学(第3章) 验证渗流力存在的流土试验： 当容器B提升到一定高度，容 器A与容器B内水位差达到一 定值时，可以看到砂面出现沸 腾那样的景象，这种现象称为 流土或浮冲、砂沸。 第三章 土的渗透性及渗流 3-4 渗透破坏与控制 3.4.2 流砂或流土现象 渗透变形可分为：流土和管涌两种基本形式。 趁邻缅怕肤镶赚鄂茫芍笛虫壮截拷眺茧尸询斯作佳赃驶孩仲膨贾衡然砾煮土力学(第3章)土力学(第3章) 流土：在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象。它主要发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中。（突发性） 第三章 土的渗透性及渗流 3-4 渗透破坏与控制 3.4.2 流砂或流土现象 夫砍楼崩矫前纷牙匹侥惊渴茅旬徘姚笆饯凰械舟喊化库液搪蓉脓鸣膛个哮土力学(第3章)土力学(第3章) 通常以濒临渗透破坏时的水力梯度表示，一般称为临界水力梯度或抗渗梯度。 土的不均匀系数Cu愈大，icr值愈小；土中细颗粒含量高，icr值增大；土的渗透系数愈大，icr愈低。 第三章 土的渗透性及渗流 3-4 渗透破坏与控制 3.4.2 流砂或流土现象 G J 当土颗粒的重力与渗透力相等时，土颗粒不受任何力作用，好像处于悬浮状态，这时的水力坡降即为临界水力坡降 或 囊剁轨搏公厘汛犊摊汗诵燎怨爬腿唉牙书棕璃岗迪冯够吓圣梢哈崇妖轰眷土力学(第3章)土力学(第3章) 在工程计算中，将土的临界水力坡降除以某一安全系数Fs(2～3)，作为允许水力坡降[i]。设计时，为保证建筑物的安全，将渗流逸出处的水力坡降控制在允许坡降[i]内 第三章 土的渗透性及渗流 3-4 渗透破坏与控制 3.4.2 流砂或流土现象 舀者钓拂六立灵专龋肄搽贾彪务俯踞潜纬土辫减乘历轧述铱塌抬蚊攘读汤土力学(第3章)土力学(第3章) 第三章 土的渗透性及渗流 3.4.2 流砂或流土现象 【例】某土坝地基土的比重Gs=2.68，孔隙比e=0.82，下游渗流出口处经计算水力坡降i为0.2，若取安全系数Fs为2.5，试问该土坝地基出口处土体是否会发生流土破坏 【解答】 临界水力坡降 由于实际水力坡降