达西定律陈晓莉.pptx

3.1达西定律主讲人：陈晓莉

主要内容：土的渗透性和渗透规律研究对象：饱和土体土的渗透性

（1）水在压力坡降作用下穿过土中连通孔隙发生流动的现象，称为土的渗透（2）土体被水透过的性能，称为土的渗透性。土的渗透性

3）土的渗透对工程会产生两个问题：（a）渗漏问题；（b）渗透稳定性问题土的渗透性

达西定律（1）土中水的渗流①渗流：水在土体孔隙中流动的现象。（清华—土力学）②渗流：水在压力坡降作用下穿过土中连通孔隙发生流动的现象（冯国栋—土力学）

达西定律（2）Darcy定律（法国工程师，1856年提出）渗透系数，单位：cm/sA截面积式中：v—渗透速度(m/s)；h-式样两端面间的水头差,cmL-渗透路径（cm）i—水头（力）梯度；k—渗透系数(m/s)；当水力梯度等于1时的渗流速度；Q—渗透流量(cm3/s)A—截面积。（cm2）渗透速度水头梯度渗透流量

由于土试样断面内，仅颗粒骨架间的孔隙是渗水的，而沿试样长度的各个断面，其孔隙大小和分布是不均匀的。达西采用了以整个土样断面积计的假想渗流速度，或单位时间内土样通过单位总面积的流量，而不是土样孔隙流体的真正流速；土中水的实际流程是十分弯曲的，比试样长度大得多，而且也无法知道。达西考虑了以试样长度计的平均水力梯度，而不是局部的真正水力梯度。达西定律图2-18

这样处理就避免了微观流体力学分析上的困难，得出一种统计平均值，基本上是经验性的宏观分析，但不影响其理论和实用价值，故一直沿用到今。达西定律

由于土中的孔隙一般非常微小，在多数情况下水在孔隙中流动时的粘滞阻力很大、流速缓慢，因此，其流动状态大多属于层流（即水流线互相平行流动）范围。此时土中水的渗流规律符合达西定律，所以达西定律也称层流渗透定律。(3)达西定律的适用范围?一、土力学研究的意义ivcrvo

对于粘性很大的密实粘土，有一起始坡降i0，当ii0时没有渗流发生。如右上图所示。此时达西定律应修改为：v=k(i-i0)对于i0大多解释为：结合水膜在水力坡降不大的情况下占据了土体内部的过水通道，只有当ii0时，水流挤开结合水膜的堵塞，渗流才能发生。如右下图所示。一、土力学研究的意义voi0i粘土颗粒渗流结合水膜

感谢聆听主讲人：陈晓莉