第八章 渗流.ppt

§10—1 渗流模型 3、裘皮幼公式： 3、渗流计算： 微分方程： ) ( 0 ds dh i kA kiA - = \ ) ( ds dh i kA Q - = Q 两条曲线，有 h0 存在。 2、浸润曲线型式： （1）i 0 （顺坡）： 微分方程： 1 h h0 ： 壅水型曲线； a 区， 0 dh ds ，以N—N 线为渐进线。 dh ds → 0 上游端： 下游端： dh ds → i ，以水平线为渐进线。 微分方程： 2 h h0 ： dh ds 0 b 区， 降水型曲线 上游端： 以 N—N 线为渐进线。 下游端： 与不透水层正交（趋势），取决于边界条件。 （2）i= 0 （平坡）： 微分方程： - = kA Q ds dh ) ( - = ds dh i kA Q 一条曲线，无 h0 存在 0 ds dh Q 降水型曲线。 ∴ 上：以水平线为渐进线； 下：与不透水层正交 （3） i 0 （逆坡）： ) ( +  - = kA Q i ds dh 微分方程： 一条曲线，无h0存在 可用 i / =－ i 代入原式 0 ds dh Q 降水型曲线 ∴　 上：以水平线为渐进线； 下：与不透水层正交。 1、井的类型： （2）自流井（承压井） ——含水层位于两个不透水层之间，且压强大 于大气压。 （1） 普通井（潜水井） ——井的底部在不透水层之上， 且具有自由 浸润面。 §13—5 井的渗流 （3） 完全井（完整井） ——井底直达不透水层的井。 （4） 不完全井（不完整井） ——井底未达不透水层的井。 不透水层 不完全普通井 不透水层 不完全自流井 完全普通井 不透水层 完全自流井 不透水层 h0 H 地面 一、完全普通井 1、图示： 完全普通井 R 天然浸润面 s r0 当井中抽水时，会造成井中液面下降，四周的地下水便会向井中集流。若抽水量不太大，则可将含水层的厚度视为不变，从而可按恒定流处理。抽水一段时间后，将形成对称于井轴的漏斗形浸润曲线，其过流断面为一系列圆柱面，除了井周围的区域外，其它的浸润曲线的曲率半径很大，可视为恒定渐变渗流，适用裘皮幼公式。 2、分析： * * * 流 体 力 学 教研室：环境与市政工程系水力水文教研室 第十章 渗 流 重点学习内容： 对渐变渗流水面曲线的定性分析作一 般了解。 渗流定律及井的水力计算； 简介： （1）渗流——流体在多孔介质中的流动。 地下水流动是一种复杂的运动，与水在土壤中的存在状态（例气态水、附着水、薄膜水、毛细水、重力水）有关，也与土壤介质的渗流特性有关。 （2）多孔介质——由固体骨架分隔成大量密集成群 的微小空隙所构成 的物质。 （3）地下水流动——水在土壤或岩石的空隙中流动， 称地下水流动。 （4） 等向土壤 （各向同性土壤） 均质 土壤介质 非均质 非等向土壤 （各向异性土壤） 等向土壤——各方向渗流特性相同的土壤。 （5） 渗 流 无压渗流——主要解决渗透流量、地下水面线计算。 有压渗流——解决渗透流量、建筑物底板所受压力， 下游出口处流速分布（校核土壤的渗 透稳定性）。 （6）渗透理论的意义： （7）本章将讨论重力水在均质、同向土壤中的渗流问题。 渗流理论被广泛用于环境工程、给排水工程、石油、地质等工程中。 k k k k k k 1、渗流模型 又称渗流理论的简化模型 把整个渗流区域设想为没有土壤颗粒存在，而是 充满了水，渗流是在边界条件、流量、阻力及压力 都和此区内实际情况完全一样的一种连续运动，只 是渗流模型中的流速与实际渗流中的流速不同。 2、渗流模型应遵循的原则： （1）流量相同； （3）能量损失相同。 （2）压力相同； 3、渗流模型中渗流的速度： △A/ ——孔隙面积（= n△A） △A// ——骨架面积。 △Q ——通过某微小过流面积的真实渗流量； △A ——模型中渗流微小面积。 n ——土壤孔隙率； △A=△A/ +△A// 而： 4、真实渗流流速： ∵ n＜ 1， ∴ u/＞ u 。 u 只是一 种假想的流速， 可使复杂的问题 简单化。 引进渗流模型后，可将渗流视作连续介质，故可将渗流分为恒定流与非恒定流；均匀流与非均匀流；有压流与无压流；渐变流与非渐