土的渗透性必威体育精装版.pptVIP

?h H1 H2 H3 H k1 k2 k3 x z q1x q3x q2x 1 1 2 2 不透水层 等效渗透系数: 已知条件: qx=vxH=kx i H Σqix=Σki ii Hi 达西定律: 等效条件: 水平渗流 3.2 土的渗透性 kx L 第30页，共71页，编辑于2022年，星期六 H1 H2 H3 H ?h k1 k2 k3 x z v 承压水 kz vi = ki (Δhi / Hi ) 已知条件: 达西定律: 等效条件: v = kz (Δh / H ) 等效渗透系数: 3.2 土的渗透性 竖直渗流 第31页，共71页，编辑于2022年，星期六 3.2 土的渗透性 H1 H2 H3 H ?h k1 k2 k3 x z v 承压水 垂直渗流 已知条件: 第32页，共71页，编辑于2022年，星期六 算例说明 按层厚加权平均，由较大值控制 层厚倒数加权平均，由较小值控制 H1 H2 H3 H k1 k2 k3 x z 3.2 土的渗透性 第33页，共71页，编辑于2022年，星期六 水平渗流情形 垂直渗流情形 条件 已知 等效 推定 3.2 土的渗透性 层状地基的等效渗透系数 第34页，共71页，编辑于2022年，星期六 小 结 水头与水力坡降 渗透试验与达西定律 渗透系数的测定及影响因素 层状地基的等效渗透系数 总水头=位置水头+压力水头 水头是渗流的驱动力 达西定律 渗透系数、渗透速度 达西定律的适用条件 常水头试验 变水头试验 抽水试验 渗透系数影响因素 水平等效渗透系数 垂直等效渗透系数 3.2 土的渗透性 第35页，共71页，编辑于2022年，星期六 平面问题：渗流剖面和产生渗流的条件沿某一个方向不发生变化，则在垂直该方向的各个平面内，渗流状况完全一致。对平面问题，常取dy=1m单位宽度的一片来进行分析 h=h(x,z), v=v(x,z) 与时间无关 稳定渗流：渗流场中水头及流速不随时间发生变化的渗流 Δh 3.3 二维渗流及流网 一、二维渗流的基本方程及求解 第36页，共71页，编辑于2022年，星期六 二维渗流的连续性方程 单位时间流入微单元的水量: 二维渗流的连续性方程： 单位时间内流出微单元的水量: 连续性条件: dx dz vx vz x z 3.3 二维渗流及流网 第37页，共71页，编辑于2022年，星期六 二维渗流的运动方程 达西定律： 渗流的连续性方程： 渗流的运动方程： 特例：各向同性均质土体 kx=kz Laplace方程，描述渗流场内水头的分布，是平面稳定渗流的基本方程 3.3 二维渗流及流网 第38页，共71页，编辑于2022年，星期六 ①与kx, kz无关　 ②满足它的是两个共轭调合函数 ——势函数和流函数 特点 描述渗流场内部的测管水头的分布，是平面稳定渗流的基本方程式 3.3 二维渗流及流网 -----Laplace方程 第39页，共71页，编辑于2022年，星期六 数学解析法或近似解析法：求取渗流运动方程在特定边界条件下的理论解，或者在一些假定条件下，求其近似解 数值解法：有限元、有限差分、边界元法等，近年来得到迅速地发展 电比拟试验法：利用电场来模拟渗流场，简便、直观，可以用于二维问题和三维问题 流网法：简便快捷，具有足够的精度，可分析较复杂断面的渗流问题 渗流分析的方法 3.3 二维渗流及流网 第40页，共71页，编辑于2022年，星期六 3.3 二维渗流及流网 二、流网的特征及绘制 流网——渗流场中的两族相互正交曲线——流线和等势线所形成的网络状曲线簇。 流线——水质点运动的轨迹线。 等势线——测管水头相同的点之连线 。 流网法——通过绘制流线与势线的网络状曲线簇来求解渗流问题。 第41页，共71页，编辑于2022年，星期六 1.流网特征 （1） 正交性：流线与等势线互相正交 H △h 0 l b l b （2） 各个网格的长宽比c应为常数。取c=1，即为曲边正方形 （3） 相邻等势线之间的水头损失相等 3.3 二维渗流及流网 （4） 各个流槽的渗流量相等 第42页，共71页，编辑于2022年，星期六 1）确定边界条件：边界流线和首尾等势线 2）研究水流的方向：流线的走向 3）判断网格的疏密大致分布 4）初步绘制流网的雏形：正交性、曲边正方形 5）反复修改和检查 ?H=H1-H2 0 H1 H2 不透水层 要点：边界条件、正交性、曲边正方形、多练习 l b a b c d e f g h 3.3 二维渗流及流网 2.绘制方法 第43页，共71页，编辑于2022年，星期六 相邻等势线之间的水头损