静水及有渗流情况下的孔隙水应力及有效应力.pptVIP

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。;;;;;二、渗透变形 ;（一）渗透变形的形式;（一）渗透变形的形式;2、管涌型土的临界水力梯度;4-6 在静水和有渗流情况下的孔隙水应力和有效应力;;二、在静水条件下水平面上的孔隙水应力和有效应力 ;地下水位下降引起σ’增大的部分;（一）渗流方向由上向下;（二）渗流方向由下向上;（二）渗流方向由下向上;静水条件和渗流情况下的应力情况比较; 流网绘出以后，渗流场中任一点的孔隙水应力即可由该点的测压管中的水柱高度(或称压力水头）乘以水的重度得到。;【例题3－3】如图所示，若地基上的土粒比重Gs为2.68，孔隙率n为38.0％， 试求： （1）a点的孔隙水应力和有效应力；（2）渗流逸出处1－2是否会发生流土？ （3）图中网格9，10，11，12上的渗流力是多少？;a点在第二根等势线上，因此，该点的测压管水位应比上游水位低Δh=0.8m，从图中直接量得下游静水位至a点的高差 haˊ=10m，而超过下游静水位的高度应为 ha〞=h-Δh＝8-0.8＝7.2 m。 则a点测压管中的水位高度 hw＝ haˊ+ ha〞= 10+7.2=17.2 m。 所以，a点的孔隙水应力为 u=γwhw=9.8×17.2=168.56 kPa;其中由下游静水位引起的静孔隙水应力为 uˊ= γw haˊ=9.8×10=98 kPa 而由渗流引起的超静孔隙水应力为 u〞= γw ha〞=9.8 ×7.2=70.56 kPa a点的总应力为 σ＝ γw h1+ γsat (haˊ-h2); 其中土的饱和重度 γsat＝ρsat×9.8= ρw[1+(Gs-1)(1-n)] ×9.8 ＝[1+(2.68-1)(1-0.38)] ×9.8＝20 kN/m3 代入上式得总应力为 σ＝9.8 ×10+20 ×(10-2) =98+160=258 kPa 于是，根据有效应力原理，a点的有效应力为 σˊ＝ σ-u =258-168.56=89.44 kPa; 从图中直接量得网格1，2，3，4的平均渗径长度ΔL=8 m，而任一网格上的水头损失均为Δh=0.8 m，则该网格的平均水力梯度为 i=Δh/ΔL＝0.8/8=0.1 该梯度即近似代表地面1－2处的逸出梯度ie。 流土的临界水力梯度为 icr=(Gs-1)(1-n)=(2.68-1)(1-0.38)=1.04＞ie 故渗流逸出处1－2不会发生流土现象。; 图中直接量得网格9，10，11，12的平均渗径长度ΔL=5.0 m，两流线间的平均距离b=4.4 m，网格的水头损失Δh=0.8 m，所以 作用在该网格上的渗流力为 J ＝ γw (Δh/ ΔL)b ΔL＝γw b Δh ＝ 9.8×0.8 ×4.4=34.5 kN/m;复习思考题 ;4-7 根据达西定律计算出的流速和土水中的实际流速是否相同？为什么？ 4-8 拉普拉斯方程是由哪两个基本定律推导出的？你认为土的透水系数是各向同性的吗？ 4-9 何谓流土？何谓管涌？产生流土和管涌的必要条件是什么？ 4-10 试草绘一个常水头的试验装置来说明达西定律。 4-11 渗透速度就是水在孔隙中流动的实际速度吗？;End of Chapter 4 ;70型渗透仪;南55渗透仪;流土;管涌