土的渗透性及渗流.ppt

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§3.4渗透破坏与控制3.4.3管涌和潜蚀现象第62页,共67页，2024年2月25日，星期天管涌的治理反滤倒渗第63页,共67页，2024年2月25日，星期天管涌的治理反滤围井第64页,共67页，2024年2月25日，星期天管涌的治理蓄水反压第65页,共67页，2024年2月25日，星期天整体破坏－水库塌岸第66页,共67页，2024年2月25日，星期天土的类型与渗透变形型式粘性土无粘性土过渡型土只有流土而无管涌与土的颗粒组成、级配和密度等因素有关与密度有关，大密度流土，小密度管涌第67页,共67页，2024年2月25日，星期天*****************§3.3土中二维流渗流及流网§3土的渗透性及渗流3.3.1二维渗流方程1.基本方程连续性条件达西定律假定Laplace方程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取单宽：dy=1（3-22）平面渗流连续方程第30页,共67页，2024年2月25日，星期天§3.3土中二维流渗流及流网§3土的渗透性及渗流3.3.1二维渗流方程2.求解方法确定渗流场内各点的测管水头h的分布，进而求得该条件下的渗流场基本方程边界条件定解条件第31页,共67页，2024年2月25日，星期天§3.3土中二维流渗流及流网§3土的渗透性及渗流3.3.1二维渗流方程2.求解方法装置：如图条件:h，A，L=const,一维流解得h=A1z+A2由土层1边界条件:z=0,h=h1Z=H1,h=h2A2=h1h2=A1H1+h1或解得h=A1z+A2解得h2=A1H1+h1或基准面第32页,共67页，2024年2月25日，星期天§3.3土中二维流渗流及流网§3土的渗透性及渗流3.3.1二维渗流方程2.求解方法h=A1z+A2A2=h1(0≤z≤H1)h=A1z+A2由土层2边界条件:z=H1,h=h2z=H1+H2,h=00=A1(H1+H2)+(h2-A1H1)A2=h2-A1H1（3-31）基准面第33页,共67页，2024年2月25日，星期天§3.3土中二维流渗流及流网§3土的渗透性及渗流3.3.1二维渗流方程2.求解方法h=A1z+A2A2=h2-A1H1(H1≤z≤H1+H2)根据连续性条件通过土层1和土层2的流量相等达西定律q=kiA解得:（3-34）（3-36）h2现实中一般是不知道的基准面第34页,共67页，2024年2月25日，星期天§3.3土中二维流渗流及流网§3土的渗透性及渗流3.3.1二维渗流方程2.求解方法(0≤z≤H1)(3-37)(H1≤z≤H1+H2)(3-38)利用(3-37)、（3-38）式，可以在只知上下游水位差h1的情况下，得到任何位置Z的水头h。（3-34）（3-31）（3-36）一维稳定流情况下拉普拉斯方程的解第35页,共67页，2024年2月25日，星期天§3.3土中二维流渗流及流网§3土的渗透性及渗流3.3.1二维渗流方程2.求解方法[例题3-1]已知H1=300mm，H2=500mm，h1=600mm，在z=200mm处，h=500mm，求z=600mm时h为多少？解：当z=200mm时位于土层1，因此采用式（3-37）得k1/k2=1.8∵z=600mm时位于土层2,因此采用式(3-28)基准面第36页,共67页，2024年2月25日，星期天求解拉氏方程的方法：解析法数值法电拟法比较精确，但只有在边界条件简单的情况下才能求解有限差分法（FDM）有限单元法（FEM）电网络模拟边界条件比较复杂的渗流图解法简便、迅速§3.3土中二维流渗流及流网§3土的渗透性及渗流3.3.2流网特征与绘制求解拉氏方程的方法：简便、迅速求解拉氏方程的方法：简便、迅速简便、迅速简便、迅速简便、迅速第37页,共67页，2024年2月25日，星期天§3.3土中二维流渗流及流网§3