土力学第二章土中水的运动规律剖析.ppt

渗漏 (渗流量问题)因渗透而引起的水量损失，影响闸坝蓄水等经济效益。如：坝、围堰、水库、集水建筑物等。 渗透稳定(渗透变形问题):土的稳定性受到渗流破坏，土体颗粒流失，关系工程成败。如：水工建筑物地基、挡水建筑物等。 渗流控制问题：当渗流量或渗透变形不满足设计要求时，要研究如何采取工程措施进行渗流控制。 第二章 完 （3）形成条件 §2.3 渗透力和渗透破坏 a、黏性土及 的匀粒砂土，在一定水力坡降下，易发生流土。 b、级配不连续 ，细粒 ，管涌； 细粒 ，流土。 c、正常级配 ， ，管涌； ，流土。 2.渗透变形及其基本形式（渗透破坏） D0—孔隙的平均直径 指某粒径的土粒含量为5%、3%所对应的粒径。 第二章 土中水的运动规律 §2.3 渗透力和渗透破坏 （4）临界坡降 临界坡降：使土体开始渗透变形的水力坡降。 流土： b.管涌：（没有公认的公式） 经验公式 2.渗透变形及其基本形式（渗透破坏） 第二章 土中水的运动规律 (5) 防治措施 增大[i]：下游增加透水盖重 防治流土 土石坝 防渗斜墙及铺盖 浸润线 透水层 不透水层 减小i ：上游延长渗径； 下游减小水压 防治管涌 改善几何条件：设反滤层等 改善水力条件：减小渗透坡降 §2.3 渗透力和渗透破坏 2.渗透变形及其基本形式（渗透破坏） 第二章 土中水的运动规律 最大的管涌处 最大的管涌处 2002.8.22湘江大堤望城靖港镇东湖责任段出现散浸，并有个别散浸点转化为管涌，经抢险队伍用砂卵石将散浸口和管涌口压住，其他管涌和也被砂卵石填压。大堤从凌晨1时出现的险情到下午5点得到了完全控制。 §2.3 渗透力和渗透破坏 2.渗透变形及其基本形式（渗透破坏） 第二章 土中水的运动规律 §2.2 土的渗透试验和达西定律 5.渗透系数的应用 通过室内渗透试验（常水头、变水头）测定。渗 透系数可用做判断透水强弱，选择坝体填筑土料。 强透水层 中等透水层 相对不透水层 K10-2cm/s K=10-3~10-5cm/s K10-6cm/s 卵石、圆砾等 用于填筑坝体的防渗部位。 三.渗透试验简介 第二章 土中水的运动规律 各种土的渗透系数参考值 各种土的渗透系数及测定方法 §2.2 土的渗透试验和达西定律 第二章 土中水的运动规律 影响因素 粒径大小及级配 孔隙比 矿物成分 结构 §2.2 土的渗透试验和达西定律 四. 渗透系数的影响因素 水的动力黏滞系数 饱和度（含气量） —对k影响很大，封闭气泡 第二章 土中水的运动规律 是土中孔隙直径大小的主要影响因素 因由粗颗粒形成的大孔隙可被细颗粒充填，故土体孔隙的大小一般由细颗粒所控制。因此，土的渗透系数常用有效粒径d10来表示，如哈臣公式： 土的性质 水的性质 粒径大小及级配 孔隙比 矿物成分 结构 第二章 土中水的运动规律 §2.2 土的渗透试验和达西定律 四. 渗透系数的影响因素 是单位土体中孔隙体积的直接度量 对于砂性土，常建立孔隙比e与渗透系数k之间的关系，如： 土的性质 水的性质 粒径大小及级配 孔隙比 矿物成分 结构 第二章 土中水的运动规律 §2.2 土的渗透试验和达西定律 四. 渗透系数的影响因素 对黏性土，影响颗粒的表面力 不同黏土矿物之间渗透系数相差极大，其渗透性大小的次序为高岭石伊里石蒙脱石 ；当黏土中含有可交换的钠离子越多时，其渗透性将越低 塑性指数Ip综合反映土的颗粒大小和矿物成份，常是渗透系数的参数 土的性质 水的性质 粒径大小及级配 孔隙比 矿物成分 结构 第二章 土中水的运动规律 §2.2 土的渗透试验和达西定律 四. 渗透系数的影响因素 影响孔隙系统的构成和方向性，对黏性土影响更大 在宏观构造上，天然沉积层状黏性土层，扁平状黏土颗粒常呈水平排列，常使k水平﹥k垂直 在微观结构上，当孔隙比相同时，凝聚结构将比分散结构具有更大的透水性 土的性质 水的性质 粒径大小及级配 孔隙比 矿物成分 结构 第二章 土中水的运动规律 §2.2 土的渗透试验和达西定律 四. 渗透系数的影响因素 饱和曲线 含水量 w Wop 干容重 ?d ?max ?1 含水量 w 渗透系数 k 絮状结构 分散结构 土的性质 水的性质 粒径大小及级配 孔隙比 矿物成分 结构 第二章 土中水的运动规律 §2.2 土的渗透试验和达西定律 四. 渗透系数的影响因素 水的动力粘滞系数： 温度?，水粘滞性?，k? 饱和度（含气量）：封闭气泡对k影响很大，可减少有效渗透面积，还可以堵塞孔隙的通道 土的性质 水的性质 粒径大小及级配 孔隙比 矿