14渗流 达西定律.pptVIP

???渗流力学：它是专门来研究渗流运动规律及应用的一门技术科学。 达西定律 ??渗透系数K — 在单位水力坡降下的渗流通量 K的测定方法 经验公式； 实验室内测定法； 现场测定法； 基本概念 达西定律 渗透系数K: 在单位水力坡降下的渗流通量 渗流问题的边界条件（了解程度） 饱和区 非饱和区 渗出面 h1 降雨强度q h2 d g s r c e f a b 小 结 骨架 Vs 水 Vw 空气 Va Vs Vv V 含水率 ： 土壤中能容纳水的体积和土壤总体积之比 孔隙率： 饱和度 S： 土壤中能容纳水体积和土壤孔隙体积之比 S=1 饱和 S1 非饱和 渗流简化模型 流体和孔隙介质所共同占据的空间场，其边界形状和其它边界条件保持不变； 空间被流体所充满, 把流体的运动要素视为连续函数 空间任意点的渗透压强等于实际压强 渗流模型的阻力与实际阻力相等 任一过流断面上所通过的流量等于实际该断面所通过的真实流量。 模型流速u与实际流速u’ uu’ 小 结 * * ? 举例说明现实生活中的渗流现象 作业: 1 叙述渗流简化模型建立的过程 2 达西定律的适用条件 第十三章 第13讲 渗 流 渗流 重点: 渗流模型 达西定律应用 Seepage flow 内容提要 基本概念 孔隙率 渗流模型 达西定律 实验方法 渗透系数 渗流运动微分方程 阻力 运动方程 连续方程 空气 Va 水 Vw 骨架 Vs ?渗流：流体在孔隙介质中的流动。 液体：水，石油等 气体：空气，天然气等流体。 孔隙介质: 包括土壤，岩层等各种多孔介质和 裂隙介质的总称。 第一节 概 述 环境岩土工程问题：渗流＋污染物质对流扩散 ???土木水利工程中：主要是指水在地表面以下的土壤或岩层中的流动，因此这种渗流称为地下水流动。? ???专门研究地下水运动规律及其应用的科学为“地下水动力学” 第一节 概 述 渗流应用 水利工程 土木工程 环境工程 石油化工 机械冶金 生物工程 应用范围 第一节 概 述 按照水的 存在状态 饱和带水按其 含水层的埋藏 条件，可以 浸润面: 重力水与毛细水的分界面,实际应为饱和带和非饱和带的分界面. 饱和带 非饱和带 一 水在土壤中存在的状态 潜水 承压水（自流水） 分 分 饱和带 非饱和带 重力水区 （承压水） 重力水区 （潜水） 地面 潜水面 隔水层 二 土壤的水力特征 骨架Vs 孔隙VV 骨架Vs 水 Vw 空气 Va V＝VV＋Vs 三相草图 Vs Vv V 饱和度 S： 土壤中能容纳水的体积和 土壤孔隙体积之比 S=1 饱和 S1 非饱和 Vv V 骨架 Vs 水 Vw 空气 Va Vs 二. 土壤的水力特征 孔隙率： 含水率 ： q 土壤中能容纳水的体积 和土壤总体积之比 达西定律，是针对恒定的均匀渗流总结出来的 Q = KAJ 达西定律是指对一般土壤渗流而言; 推广到非均匀甚至非恒定渗流中。 第二节 渗流的达西定律 适用范围 达西线性渗透定律只适用于一般土壤 层流渗流运动，即 只适用于没有发生渗流变形的情况。 线性定律 Re数的变化范围 ?? K的量纲 ?cm/s m/s m/d 注意:试验是针对平均流速而总结出达西定律的 如何 扩展到任意点 的流速与水力 坡降的关系? 渗透流速与水力坡降成正比,比例系数为透水系数 渗透系数一览 1) 经验公式估算法： A ——系数，随K值的因素而定; α——土壤（沙）的洁净系数; τ——温度改正系数; d10——有效粒径（以㎜计). 哈靖公式（Hazen formula） 量桶 2) 实验室测定法 (求K） 达西定理 实验装置 H2 H1 Q L 滤网 K 的测定方法 ? 应设法尽量取到非扰动土样，而且要取足够数量的有代表性的土样进行试验。 如果试验中渗流符合达西定律 2) 实验室测定法 (求K） K的测定方法 H1 H2 Q 量桶 滤网 L 思考题: K1=K2 时水力坡降线的斜率关系 K1K2 时水力坡降线的斜率关系 K1K2 时水力坡降线的斜率关系 H1 H2 A l1 K1 l2 K2 求: 通过的流量 J1 J2 P272 例题 H1 1 阻力的表达式 一 运动方程 质量为m的液体沿流动方向行驶距离dx, (-fxdx)/g 阻力所做的功 - m fxdx - mf xdx/(mg) 等于单位液体能量的变化dH 阻力所做的功 单位重量mg液体沿流动方向形式距离dx, dx m fx 第三节 渗流运动的微分方程 阻力作为体积力对待 渗流流动在 达西定律范围内 x y z P z P x P y dx