土力学与地基基础-第二章.土的渗透性讲解.ppt

流网的确定方法： 对于各向同性的渗透介质，流网具有下列特征： 流线与等势线彼此正交； 每个网格的长宽比为常数； 相邻等势线间的水头损失相等； 各流槽的渗流量相等。 2.3 流网及其工程应用 必须指出：只有满足边界条件的那一种流线和等势线的组合形式才是方程式 的正确解答。 为了求得满足边界条件的解答，常用的方法主要有： （1）解析法，（2）数值法（3）实验法（4）图解法； 在工程上广泛应用的多为图解法。该法具有简便，迅速的优点。 流网绘出后，即可求得渗流场中各点的测管水头，水力坡降，渗透流速和渗流量。 2.3 流网及其工程应用 1.渗流速度计算 根据流网的特性，任意两条等势线之间的水头损失相等，设流网中的等势线数量为n，上下游总水头差为h，则任意两等势线间的水头差为 式中： 上，下游水位差 N 等势线间隔数 n 等势线数 而所求网格内的渗流速度为: 正确地绘制出流网后，可以用它来求解渗流量、渗流速度及渗流区的孔隙水压力 2.3 流网及其工程应用 2.渗流量计算 由于任意相邻两条流线之间的单位渗流量相等，设整个流网中的流线数量为m，则单位宽度内总的渗流量q为： 式中： Δq 为任意两相邻流线间的单位渗流量，q、 Δq的单位为m3/d.m，设网格的过水断面宽度为b，网格的渗流速度为v，则 而单宽内的总渗流量为: 2.3 流网及其工程应用 3.孔隙水压力计算u 渗流场中各点的孔隙水压力u，等于该点以上测压管中的水柱高度hu乘以水的容重γw 任意点的测压管水柱高度Hi可根据该点所在等势线的水头确定。 2.3 流网及其工程应用 渗流对工程的影响： 在许多水工建筑物、土坝及基坑工程中，渗透力的大小是影响工程安全的重要因素之一。实际工程中，也有过不少发生渗透变形(流土或管涌)的事例，严重的使工程施工中断，甚至危及邻近建筑物与设施的安全。因此，在进行工程设计与施工时，对渗透力可能给地基土稳定性带来的不良后果应该具有足够的重视。 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 土体的整体稳定问题 2.4 土中渗流的作用力及渗透变形 一、渗透力 渗透力的概念 水在土中流动的过程中将受到土阻力的作用，使水头逐渐损失。同时，水的渗透将对土骨架产生拖曳力，导致土体中的应力与变形发生变化。 渗透力：渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力，也称渗流力、动水压力，用 f 表示(kN/m3)。 2.4 土中渗流的作用力及渗透变形 2 土中水的运动规律Movement regulation of the water in soil 2 土中水的运动规律movement regulation of the water in soil 2.1 概述（Summary） 2.2 渗透理论(theory of seepage ) 2.3 流网及其工程应用（flow net and its application） 2.4 土中渗流的作用力及渗流变形 ( Seepage force and deformation in soil) 有效应力原理 太沙基K （Karl Terzaghi,1883～1963） 太沙基K（Karl Terzaghi,1883～1963），美籍奥地利土力学家，现代土力学的创始人。 获得过9个名誉博士学位，受过多种奖励。他是唯一得到过4次美国土木工程师学会最高奖——诺曼奖的杰出学者。为了表彰他的功勋，美国土木工程师学会还建立了太沙基奖及讲座。 1923年太沙基发表了渗透固结理论，第一次科学地研究土体的固结过程，同时提出了土力学的一个基本原理，即有效应力原理。1925年，他发表的世界上第一本土力学专著《建立在土的物理学基础的土力学》被公认为是进入现代土力学时代的标志。 随后发表的《理论土力学》和《实用土力学》（中译名）全面总结和发展了土力学的原理和应用经验，至今仍为工程界的重要参考文献。 有效应力原理 饱和土中的应力形态 外荷载 ? 总应力 ? 饱和土是由土颗粒和水组成的两相体。当外荷载作用时，这些荷载是由土骨架承担还是由孔隙水承担，涉及到土骨架和孔隙水两个受力体系的问题。 土单元的断面积　 A 颗粒接触点的面积 AS 孔隙水的断面积 Aw 断面竖向力平衡： 饱和土有效应力原理 P 接触点 有效应力原理 自重应力下的两种力系 h z γ’z γw(z+h) （1）饱和土体内任一平面上受到的总应力等于有效应力加孔隙水压力之和 （2）土的变形和强度取决于有