2.6渗流压力及临界水力梯度.PPT - test
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i=(H1-H2)/L= [(z1-z2)+(h1-h2)]/L （c） 整理得到 T＝ γw i 即渗流压力 Gd＝ － γw i 负号表示两者方向相反， Gd与渗 流方向一致
α
γwLF
水的渗流方向
自上而下：渗流压力的作用方向与土体的重力方向一致， 土层中的有效应力增大，而孔隙水压力减少，使土颗粒 压得更紧，对工程有利； 自下而上：渗流压力的作用方向与重力方向相反，土层中 颗粒间的接触力减少，而孔隙水压力增加减少了土的重 量，以至于造成流沙现象，对工程有利。
沿渗流水柱体BA流线方向上力的 平衡关系式 γwh1F+γwLFcosα-γwh2F-TFL=0 （a） 消去F，并把
cos α ＝（z1－z2）/L 代入，整理有
γ wh1+ γ w(z1-z2) -γ wh2 - TL=0 γ w[(z1-z2) +(h1-h2) ]－ TL=0 （b）
由于 z1＋h1=H1， z2＋h2=H2
α
γwLF
对长度 L、截面积F、水头差ΔH= (H1-H2)的水柱体BA进行受力分析。 前提：忽略渗流水惯性力 B截面总水压力： f1= γw h1 F A截面总水压力： f2= γw h2 F 水流自重： f3= γw L F 土的颗粒骨架对水的总阻力： f4 = TLF BA水柱体的自重在流线方向上的分力： f5= γw L F cosα
Gd = γ’ （临界状态）
即 γw icr = γ’
临界水力梯度：icr = γ’ /γw
Critical hydraulic gradient
土力学 Soil Mechanics
破坏作用：影响土体渗流稳定性、对渗流变形 产生很大影响。同时，渗流过程中产生的冲刷 作用，也称机械潜蚀，也是一s
板桩支护基坑渗流示意图
砂井堆载预压渗流示意图
临界水力梯度
渗流压力 Gd wi （渗流方向一致）
＋
渗 流 方 向
Gd Vs
Ws
W’
Gd+W’-Ws=0
Gd=Ws-W’ =( γsat –γw) Vs= γ’ Vs
Gd+W’ ≥ Ws
Gd ≥ γ’ Vs
Gd ≥ γ’ (单位体积)
2.6 渗流压力及临界 水力梯度
渗流压力
渗流压力 Seepage pressure 当地下水渗流时，水在土的孔隙中发生流动，会对土 的颗粒骨架产生作用力，称为渗流压力，也称动水压 力Gd (KN/m3) 。
渗流的水也会受到土的颗粒骨架的阻力T ( KN/m3) T = -Gd
T （ Gd ）公式的推导
α
γwLF
水的渗流方向
自上而下：渗流压力的作用方向与土体的重力方向一致， 土层中的有效应力增大，而孔隙水压力减少，使土颗粒 压得更紧，对工程有利； 自下而上：渗流压力的作用方向与重力方向相反，土层中 颗粒间的接触力减少，而孔隙水压力增加减少了土的重 量，以至于造成流沙现象，对工程有利。
沿渗流水柱体BA流线方向上力的 平衡关系式 γwh1F+γwLFcosα-γwh2F-TFL=0 （a） 消去F，并把
cos α ＝（z1－z2）/L 代入，整理有
γ wh1+ γ w(z1-z2) -γ wh2 - TL=0 γ w[(z1-z2) +(h1-h2) ]－ TL=0 （b）
由于 z1＋h1=H1， z2＋h2=H2
α
γwLF
对长度 L、截面积F、水头差ΔH= (H1-H2)的水柱体BA进行受力分析。 前提：忽略渗流水惯性力 B截面总水压力： f1= γw h1 F A截面总水压力： f2= γw h2 F 水流自重： f3= γw L F 土的颗粒骨架对水的总阻力： f4 = TLF BA水柱体的自重在流线方向上的分力： f5= γw L F cosα
Gd = γ’ （临界状态）
即 γw icr = γ’
临界水力梯度：icr = γ’ /γw
Critical hydraulic gradient
土力学 Soil Mechanics
破坏作用：影响土体渗流稳定性、对渗流变形 产生很大影响。同时，渗流过程中产生的冲刷 作用，也称机械潜蚀，也是一s
板桩支护基坑渗流示意图
砂井堆载预压渗流示意图
临界水力梯度
渗流压力 Gd wi （渗流方向一致）
＋
渗 流 方 向
Gd Vs
Ws
W’
Gd+W’-Ws=0
Gd=Ws-W’ =( γsat –γw) Vs= γ’ Vs
Gd+W’ ≥ Ws
Gd ≥ γ’ Vs
Gd ≥ γ’ (单位体积)
2.6 渗流压力及临界 水力梯度
渗流压力
渗流压力 Seepage pressure 当地下水渗流时，水在土的孔隙中发生流动，会对土 的颗粒骨架产生作用力，称为渗流压力，也称动水压 力Gd (KN/m3) 。
渗流的水也会受到土的颗粒骨架的阻力T ( KN/m3) T = -Gd
T （ Gd ）公式的推导