土的渗透性
3第三章-土的渗透性
②设臵水平铺盖 上游设臵水平铺盖，与坝体防渗体连接，延长了水流渗透路径
粘土铺盖
③设臵反滤层
水位
回填中粗砂 砂垫层 加筋土工布 抛石棱体
设臵反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而 产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也 可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层
1
2
图2-8 成层土的渗透系数
2
1
每一分层的单宽流量为：
h qi K i hi L 总的单宽流量为：
h h n q qi K i hi Ki hi L L i 1 i 1 i 1
n n
或
h q Khh L
n
h h Khh Ki hi L L i 1
二、结合水膜的厚度：粘性土中的结合水膜较厚，
会减小土的孔隙，降低土的渗透性。
三、土的结构构造：土的成层构造使土的各向渗透
性不同。
四、水的粘滞度：动力粘滞系数随水温发生明显的变
化。水温愈高，水的动力粘滞系数愈小，土的渗透系数则 愈大。
五、土中气体：土中封闭气体阻塞渗流通道，使土的
渗透系数降低。封闭气体含量愈多，土的渗透性愈小。
总渗透力：
w h1 A= w h2A +J J=wh1A-wh2A =w(h1 - h2)A=whA
以孔隙水为研究对象
h h1 h2
A
L
单位体积渗透力： GD=J/(AL)=whA/(A L) =w i
j —渗透力，KN/m3； i —水力坡度； w ——水的重度,KN/m3 渗透力为体积力
土的渗透性名词解释
土的渗透性名词解释一、引言土壤是地球表层的物质，是从大气和岩石中形成的，主要由颗粒状物质、空隙和水分组成。
土壤是生态系统的重要组成部分，不仅是植物生长的基质，还承载着许多生物、物质与能量的交互过程。
在这个过程中，土壤的渗透性发挥着至关重要的作用。
二、土的渗透性的概念土的渗透性指的是水分或气体在土壤中传导的能力。
它反映了土壤颗粒的排列紧密程度、孔隙度和孔隙结构对水分和气体运动的影响。
渗透性的好坏直接影响土壤的水分保持性、通气性和外渗能力。
三、土壤的渗透性影响因素1. 颗粒大小和组成：土壤中颗粒大小和组成对渗透性有着重要的影响。
砂粒较大，孔隙间距较大，使水分和气体排列紊乱，导致渗透性较好；而粘土粒径较小，孔隙间距较小，使土壤排列更紧密，渗透性较差。
2. 孔隙度和孔隙结构：孔隙度是指土壤中孔隙的体积比例，直接决定了土壤的渗透性。
孔隙度越大，渗透性越好；孔隙结构的复杂性和连通性也会影响土壤的渗透性。
3. 水分含量：土壤中的水分含量对渗透性有着显著的影响。
适度的含水量有助于提高土壤的渗透性，但过高或过低的含水量都会导致渗透性下降。
4. 土壤有机质：有机质对土壤的渗透性具有重要影响。
有机质的富集可以增加土壤的孔隙度和稳定性，有利于改善土壤的渗透性。
四、土壤渗透性的意义1. 水分调节功能：土壤的渗透性决定了水分在土壤中的分布和运动。
良好的渗透性使得水分在根系范围内充分分布，满足植物生长的需求。
2. 保护地下水：渗透性良好的土壤有较高的渗水量，可以使降水透入土壤较快地补充地下水，减少地表径流，有利于地下水资源的保护。
3. 提高土壤通气性：渗透性良好的土壤有利于空气向土壤中渗透，提供给根系所需氧气，并促进微生物活动的进行。
4. 避免土壤侵蚀：良好的渗透性可以减缓降雨引起的地表径流速度，减少水土流失和土壤侵蚀的风险。
五、改善土壤的渗透性1. 增加有机质：适量施用有机质，如堆肥、秸秆等，可以改善土壤的结构，增加土壤的孔隙度和渗透性。
土力学 第2章 土的渗透性
n Vv Av 1 Av V A1 A
A > Av
v
vs
v n
Vs=q/Av V=q/A
(3)适用条件
v
层流(线性流):大部分砂土，粉土；
疏松的粘土及砂性较重的粘性土。
o
v=k i
v
v ki (a) 层流 i
(4)两种特例
密实粘性土：近似适用： v=k(i - i0 ) ( i >i0 ) i0：起始水力梯度
选取几组不同的h1和h2及对应的时间t=t2-t1，利用式(2-11)计算出相 应的渗透系数k，然后取其平均值作为该土样的渗透系数。
2. 现场井孔抽水试验
(1)室内试验的优缺点 优点：设备简单、操作方便、费用低廉。 缺点：取样和制样对土扰动、试样不一定是现场的代表性土，导致室内
测定的渗透系数难以反映现场土的实际渗透性。
☆水工建筑物防渗
一般采用“上堵下疏”原则。即上游截渗，延长渗径；下 游通畅渗透水流，减小渗透压力，防止渗透变形。
☆基坑开挖防渗
工程实例：
2003年7月1日，上海市轨道交通4号线发生一起管涌坍 塌事故，防汛墙塌陷、隧道结构损坏、周边地面沉降、造成 三幢建筑物严重倾斜。直接经济损失高达1.5亿人民币。
(2-34)
式中Fs为流土安全系数，通常取1.5~2.0。
பைடு நூலகம்
流土
(2)管涌(潜蚀) 定义：在渗流作用下土体的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中
发生移动并被带出的现象。 长期管涌破坏土的结构，最终导致土体内形成贯通的渗流 管道，造成土体坍陷。
管涌(土体内部细颗粒被带走)
管涌破坏(土体坍塌)
◆判别
①土类条件
土的渗透性
第二章土的渗透性一、名词解释渗流：水在能量差的作用下在孔隙通道中流动的现象。
渗透性：水在能量差的作用下在土孔隙通道中渗流的性能。
水力梯度：总水头差Δh 与渗流路径长度L之比,表达式为i＝Δh/L。
达西定律：在层流状态下，水在土中的渗透速度与水力梯度成正比关系，表达式为v=ki。
渗透系数：是一个表示土体渗透性强弱的指标，它等于单位水力梯度时的渗透速度，k=v/i。
渗透力：土体中的渗透水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力，它是一种体积力，表达式为F d=γw*i。
临界水力梯度：当水的渗透方向从下向上，竖直向上的渗透力等于土的浮重度时的水力梯度。
渗透破坏：土由于渗流作用而出现的破坏或变形现象，渗透破坏的两种基本类型是流砂和管涌。
二、填空题1．层流正比 2．常水头法变水头法3．流砂管涌 4．自下而上的渗透力超过土的有效重度。
三、简答题1．答案：在向上的渗透水流作用下，在渗流溢出口一定范围内，土颗粒或其集合体浮扬向上移动或涌出的现象叫流砂。
任何类型的土，只要满足水力梯度大于临界水力梯度这一水力条件，就要发生流沙现象。
防止流砂的措施主要有：（1）减小水头差，如采用井点降水措施来人工降低地下水位；（2）增加渗流路径长度，如打钢板桩、制作水泥搅拌桩、设地下连续墙和注浆挡水帷幕。
2．答案：在渗透水流作用下，土中细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动以致被水流带走，随着孔隙不断扩大，渗透速度的不断增加，较粗的颗粒也被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷的现象叫管涌。
无粘性土产生管涌的2个必要条件是：（1）几何条件，土中粗颗粒所构成的孔隙直径大于细颗粒的直径，一般不均匀系数大于10的土中才会发生管涌；（2）水力条件，渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动，即渗透水流的水力梯度超过管涌的临界水力梯度。
防止管涌现象，一般可从两个采取措施：（1）改变几何条件，如在渗流溢出部位铺设反虑层；（2）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。
《土力学》 2 土的渗透性
土力学2土的渗透性《土力学》第二章 土的渗透性一．概念1． 渗流：在水位差作用下，水穿过土中的相互连通的孔隙发生流动的现象。
2． 土的渗透性：土体被水透过的性质，称为土的渗透性。
二．达西定律水在砂土中流动，为层流，渗流速度与土样两端的水头差成正比，而与渗径长度成反比，即渗透速度与水力坡降成正比。
表达式ki Lhkv == 注意：（1）层流状态（2）L ：渗径长度是流动路径而非水平距离 （3）V 与i 线性关系（4）A ：为垂直于渗流方向的土样截面积，V 为全断面平均流速三．达西定律适用范围（1）只适用于层流状态：砂类土，粉土，疏松的粘土 （2）对于密实的粘土 （3）对于某些粗粒土第二节 渗透系数的测定一．测定方法试坑注水法：非饱和土现场渗透实验抽水法：饱和土常水头试验 室内渗透实验 变水头试验（一） 常水头实验法：保持水头在整个实验过程中不变适用：透水性较强的粗粒土；hAtVLk =（二）变水头试验：2112)(h h l t t A al k n -=或 2112lg )(3.2h h t t A al k -=渗透系数K 作用： ⑴判断土的渗透性⑵选择坝体填筑土料的依据 ⑶坝身，坝茎，渠道等渗水量⑷分析堤坝，基坑边坡的渗透稳定性 ⑸粘土地基的况降历时二．影响因素（一） 土粒大小与级配愈粗，愈均匀，愈浑圆，k 则愈大 细粒土颗粒愈细，粘粒愈多，k 愈小（二） 土的密实度土愈密实，孔隙比愈小，k 愈小（三） 水的温度：水的动力粘滞系数随温度升高减小，k 大2020ηηt tk k = （四） 封闭气体含量渗透面积减小，k 降低为了试验的可靠性，要求土样必须充分饱和思考：1、达西定律的含义是什么？适用于什么情况？2、为何选用不同的渗透试验方法？各适用于什么情况？3、渗透力对土的稳定性有何影响？为何渗透力与体积有关？第三节 渗流作用下的应力状态一．有效应力原理孔隙水应力U=总应力：σ=σ/+U 有效应力：σ/二．静水条件下土中的孔隙水应力U 与有效应力σ/a-a 面：孔隙水应力U=γw (h 1+h 2)总应力：作用在a-a 单位面积上土水重力的合力 σ=γw h 1+γsat h 2据有效应力原理a-a 面有效应力σ/为：σ/=σ+U=(γw h 1+γsat h 2)- γw (h 1+h 2)= (γsat -γw ) h 2=γ/h 2三．稳定渗透下土中的U 和σ/ （一） 渗流条件下U 与σ/1． 渗流入口处发生向下渗流情况溢流坝地基在上、下游水位差作用下发生渗流的情况 a 点处：总应力： σ=γw h 1+γsat h 2孔隙水应力U=γw (h 1+h 2-h)据有效应力原理a-a 面有效应力σ/为：σ/=σ+U=(γw h 1+γsat h 2)- γw (h 1+h 2-h)=γ/h 2+γw h 2、渗流出逸处发生向上渗流情况b 点处：总应力： σ=γw h /1+γsat h /2 孔隙水应力U=γw (h /1+h /2+h /)据有效应力原理a-a 面有效应力σ/为：σ/=σ+U=(γw h /1+γsat h /2)- γw (h /1+h /2+h /)= γ/h /2-γw h /（二） 渗透力渗透力：渗流作用在单位土体中的颗粒上的作用力i lhj w wγγ==渗流进口处：渗透力增大了土有效的作用，对土体稳定有利； 水平部位：使土粒产生向下游移动的趋势，对土体稳定不利； 出逸处：渗透力减轻了土有效重力的作用，对土体的稳定不利：第四节渗透变形土体的渗透变形实质上是由于渗透力的作用而引起的。
《土的渗透性 》课件
土的渗透性对城 市发展的影响： 土的渗透性影响 城市排水系统的 运行，对城市可 持续发展具有重 要影响
土的渗透性对生 态环境的影响： 土的渗透性影响 地下水的补给和 排泄，对生态环 境的可持续发展 具有重要影响
THANKS
汇报人：
室内测定方法
渗透仪法：通 过测量渗透仪 中的水压变化 来测定土的渗
透性
渗透仪法：通 过测量渗透仪 中的水压变化 来测定土的渗
透性
渗透仪法：通 过测量渗透仪 中的水压变化 来测定土的渗
透性
渗透仪法：通 过测量渗透仪 中的水压变化 来测定土的渗
透性
渗透系数的确定
渗透系数的定义：表示土体允许水通过的能力 测定方法：通过测定土体的水头梯度和水流量，计算渗透系数 影响因素：土体的颗粒大小、孔隙率、渗透率等 应用：用于工程设计、地下水研究等领域
土的渗透性
,
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 影 响 土 的 渗 透 性 的 因 素 05 土 的 渗 透 性 的 测 定 方 法 07 土 的 渗 透 性 与 可 持 续 发 展
的关系
02 土 的 渗 透 性 定 义 04 土 的 渗 透 性 与 系
Part One
单击添加章节标题
Part Two
土的渗透性定义
土的渗透性概念
土的渗透性是 指土体允许水 或其他液体通
过的能力
渗透性是土的 重要物理性质 之一，影响土
的工程性质
渗透性受土的 颗粒大小、形 状、排列方式
等因素影响
渗透性是土力 学、水文学、 环境科学等领 域的重要研究
内容
渗透性的物理意义
渗透系数的应用
水利工程：计算地下水渗流、水库渗漏等 环境工程：评估土壤污染风险、地下水污染防治等 土木工程：地基处理、地下工程设计等 农业工程：土壤水分管理、灌溉系统设计等
名词解释 土的渗透性
名词解释土的渗透性土的渗透性是指土壤中水分的渗透性能力。
在自然界中，土壤是地球表面与大气层之间的交界处，具有储存水分、供给植物生长的重要功能。
而土的渗透性则决定了土壤中水分的渗透速度和深度，对于水分的循环和植物生长起着至关重要的作用。
一、土壤与渗透性土壤其实是由不同颗粒大小和结构的颗粒物质组成的。
这些颗粒物质可以是砂、黏土或者是淤泥。
而土的渗透性与颗粒的排列和间隙大小有密切关系。
当土壤中的颗粒粒径较小、形状较圆，且排列紧密时，土壤的渗透性就相对较差。
相反，当土壤颗粒的粒径较大、形状较块状，且排列相对疏松时，土壤的渗透性就会相对较好。
二、影响土壤渗透性的因素1. 颗粒大小和分布：土壤中颗粒的大小和分布直接影响到土壤的渗透性。
较大的颗粒间隙相对较大，水分可以更加容易渗透。
2. 颗粒形状：颗粒的形状也会影响到土壤的渗透性。
较圆的颗粒形状会导致颗粒间隙较小，从而使渗透性降低。
3. 颗粒结构：土壤中颗粒的结构也会影响到土壤的渗透性。
土壤颗粒结构的紧密程度会影响到渗透性的好坏。
4. 有机质含量：土壤中的有机质含量会使得土壤呈现较松散的状态，增加颗粒间的间隙，从而提高土壤的渗透性。
5. 土壤水分含量：土壤中水分的饱和程度也会影响到土壤的渗透性。
当水分含量较高时，土壤的渗透性会变差。
三、土壤渗透性的作用1. 植物生长：土壤渗透性是决定植物根系生长的重要因素之一。
良好的渗透性可以保证植物根系充分吸收到水分和养分，从而促进植物的健康生长。
2. 土壤水分循环：土壤渗透性也影响到土壤中水分的循环。
当土壤渗透性较好时，水分可以更容易渗透到土壤深处，从而保持水分的循环和土壤的持水能力。
3. 土壤侵蚀：土壤渗透性对土壤侵蚀也起到了一定的防止作用。
当土壤渗透性较差时，水分容易积聚在土壤表面，容易引起土壤的流失和侵蚀。
综上所述，土的渗透性对土壤水分循环、植物生长和土壤保持等方面都起着重要的作用。
在现代农业中，科学地了解土壤的渗透性对于实现高产、高效、可持续的农业发展至关重要。
土的渗透性和渗透变形
目录
• 土的渗透性 • 渗透变形 • 渗透变形的防治 • 渗透变形的影响 • 案例分析
01 土的渗透性
定义与特性
定义
土的渗透性是指水在压力差的作用下 通过土体的能力，是描述土体透水性 能的指标。
特性
与土的颗粒大小、形状、排列、孔隙 大小和连通性等因素有关。
影响渗透性的因素
生态平衡
土的渗透变形可能影响土壤中的微生物和植物生长， 破坏生态平衡。
对人类生活的影响
居住安全
土的渗透变形可能影响居民住宅的安全，如地基下沉、房屋开裂 等，影响居住质量。
公共安全
在公共设施中，如学校、医院等，土的渗透变形可能对人员安全 造成威胁。
经济影响
土的渗透变形可能对建筑、道路、水利等基础设施造成严重破坏， 导致巨大的经济损失。
粘土心墙
在土体中建造混凝土防渗墙，以阻止 水分渗透。
在土体中建造粘土心墙，以增加土体 的不透水性。
帷幕灌浆
通过向土体中注入水泥浆，形成一道 阻水帷幕。
排水措施
排水沟
在土体周围设置排水沟，以引导 水分流出。
排水井
在土体中设置排水井，以降低地下 水位。
排水垫层
在土体底部设置排水垫层，以排出 水分。
改变边界条件
某矿山的渗透变形问题
总结词
矿山开采过程中，由于地下水位的下降 和采空区的形成，容易导致矿山发生渗 透变形问题，如地面塌陷、裂缝等。
VS
详细描述
在矿山开采过程中，随着地下水位的下降 和采空区的形成，矿山周围的岩土体受到 较大的应力作用。当应力超过岩土体的抗 剪强度时，容易出现地面塌陷、裂缝等问 题。这些问题不仅会影响矿山的生产安全 ，还可能对周边地区的生态环境和居民安 全造成威胁。
2.土的渗透性与渗透问题讲解
说明：渗透力j是渗流对单位土体的作用力，是一种体积力，其大 小与水力坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为kN/m3 渗透力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对 土体稳定性有显著的影响
渗透力方向与 重力一致，促 使土体压密、 强度提高，有 利于土体稳定 渗流方向近乎水平，使 土粒产生向下游移动的 趋势，对稳定不利
二级抽水后水位
多级井点降水
要求地下水位降得较深， 采用井点降水。在基坑周 围布臵一排至几排井点， 从井中抽水降低水位
②设臵板桩 沿坑壁打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时增加了地 下水的渗流路径，减小水力坡降
钢板桩
③水下挖掘 在基坑或沉井中用机械在水下挖掘，避免因排水而造成流 砂的水头差。为了增加砂的稳定性，也可向基坑中注水， 并同时进行挖掘
qy q1y q2 y qny
各土层的相应的水力坡降为i1、 i2、…、in，总的水力坡降为i
k y iA k1i1 A k 2i2 A k n in A
总水头损失等于各层 h h1 h2 h n 水头损失之和 hn h1 h2 h k y k1 k2 kn H H1 H2 Hn 垂直渗 透系数 H ky 整个土层与层面垂直 H1 H 2 Hn 的等效渗透系数 k1 k2 kn
3.流砂
流砂在工程施工中能造成大量的土体流动，使地表塌陷或建 筑物的地基破坏，给施工带来很大的困难，影响建筑工程的稳定。 通常易在粉细砂和粉土地层中产生，在地下水位以下的基坑开挖、 埋设地下管道、打井等工程活动中常出现
4.基坑突涌
当基坑下部有承压水层时，开挖基坑减小了底板隔水层的厚 度，当隔水层较薄经受不住承压水头压力，承压水头压力就会冲 毁基坑底板，这种现象称为基坑突涌
土的渗透性名词解释
土的渗透性名词解释土的渗透性是指土壤中水分透过土壤孔隙的能力，即水分在土壤中的渗透性。
土壤渗透性的好坏直接影响着土壤的保水能力、通气性和适宜作物生长的能力。
土壤渗透性受多种因素影响，首先是土壤颗粒的大小和排列方式。
颗粒较大且排列较散乱的土壤，间隙较大，容易渗透水分；相反，颗粒较小且排列较紧密的土壤，间隙较小，水分渗透性较差。
其次，土壤的质地也会影响渗透性。
砂壤土粒径较大，孔隙度较高，渗透性好；粘壤土含有较多的黏土颗粒，质地较细粒，容易产生粘结作用，导致渗透性较差。
此外，土壤的含水量也会对渗透性产生影响。
土壤的含水量越高，间隙中水分的饱和度越大，渗透能力会下降。
另外，土壤的有机质含量也会影响渗透性。
有机质能改善土壤结构，增加土壤颗粒之间的间隙，提高土壤的渗透性。
土壤渗透性对土壤的保水能力影响很大。
渗透性好的土壤可以迅速将水分渗透到深层，减少地表面的积水，有利于作物根系的生长和生理活动。
而渗透性差的土壤则容易产生积水，影响作物根系的通气和供水，导致植物根系透气性差，根系部分腐烂，从而影响作物的正常生长和产量。
渗透性对土壤肥力的影响也是很大的。
渗透性好的土壤，水分的渗透能力强，容易形成适宜作物生长的水分环境，有利于水分和养分的顺利吸收和转运。
而渗透性差的土壤，水分和养分不易渗透，往往会导致水肥不平衡，使部分养分流失，影响作物的养分吸收和利用能力。
另外，土壤渗透性还与水文循环密切相关。
渗透性差的土壤会导致水分滞留在很小的空隙中，容易出现水分累积和沉积，增加了土壤的饱和度，从而影响土壤的排水能力。
砂壤土的渗透性好，有利于将水分尽快渗透到深层，减轻地表径流的产生，减少水土流失。
总之，土壤渗透性是衡量土壤水分透过能力的一个重要指标，直接影响土壤的保水能力、通气性和适宜作物生长的能力。
因此，在土壤管理中要注重提高土壤的渗透性，采取措施改善植株根际土壤的水分环境，促进植物的健康生长。
土的渗透性及渗透力
1. 试验装置：可产生垂直渗 流的试验装置，如图所示。
2. 试验假设
土是均匀的，土中的渗流 不论向上还是向下，土中 的水头损失沿渗流方向都 是均匀变化的，即假设渗 流引起的应力改变量沿渗 流方向是直线变化的。
土的渗流试验简图
11
单位渗流力：每单位土体内土颗粒所受的渗流作用力,
用j表示，单位为kN/m3
30
土的渗透
小结
渗透定理（达西定律） 渗透力计算 渗透变形类型、形成条件、防止措施
有效应力原理
基本概念
饱和土中孔隙水压力 和有效应力的计算
31
32
谢谢
A P sv u A w
a-a断面通过 土颗粒的a 接
触点
AASAw
A
PsvAwu AA
有效应力σ’ A w 1
A
a
a
u：孔隙
水压力
P PSV
S
'u
P
S
23
2、饱和土中的有效应力原理
（1）饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为两部分σ’ 和u，并且
'u
一般地， u
通常,
总应力已知或易知 'u
当h1=h2时，无渗流发生 当h1>h2时，向上渗流 当h1<h2时，向下渗流
饱和土体中渗流力计算
B ' ('Lw h)L z(' w i)z('j)z
单位渗流力 j ： wi
12
3.3.2 渗透破坏
－－土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏 基本类型
流土 管涌
形成条件
防治措施
13
（1）流土（流砂）
经验判断： i i icr
土力学课件第三章土的渗透性
第三章 土的渗透性
【例题3－3】如图所示，若地基上的土粒 比重Gs为2.68，孔隙率n为38.0％， 试求：
（1）a点的孔隙水应力和有效应力； （2）渗流逸出处1－2是否会发生流土？ （3）图中网格9，10，11，12上的渗流
力是多少？
【解】 （1）由图中可知，上下游的水位差h=8m，等势线的间隔数N＝10，则相
于是，根据有效应力原理，a-a平面上的有效应力为
与静水情况相比，当有向下渗流作用时，a-a平面上的总应力保持不 变，孔隙水应力减少了γwh。因而，证明了总应力不变的条件下孔 隙水应力的减少等于有效应力的等量增加。
第三章 土的渗透性
向上渗流的情况： a-a平面上的总应力
a-a平面上的孔隙水应力
a-a平面上的有效应力为 u h2 wh
第三章 土的渗透性
三、在稳定渗流作用下水平面上的孔隙水应力和有效应力
图3－23(a)表示在水位差作用下发生由上向下的渗流情况。此时在 土层表面b-b上的孔隙水应力与静水情况相同，仍等于γwh1，面a-a 平面上的孔隙水应力将因水头损失而减小，其值为
第三章 土的渗透性
a-a平面上的总应力仍保持不变，等于
Ww wVw wVs wV wab
（2） U1 w (h1 h2 )b
（3）
U w wh0a
（4）土粒对水流的总阻力Fs
渗流力的大小与水力梯度成正比，其作用方向与渗流（或流 向）方向一致，是一种体积力。
第三章 土的渗透性
沿水流方向力的平衡
U1 Ww sin Fs 0
形的能力就强。
如果透水性弱，抵抗渗透变
防止渗透变形发生的措施： （1）减小水力梯度；
压重、反滤层、减压井
（2）加盖
第三章 土的渗透性
q y
qy y
dx
y
qx
qx
qx dy x
qy
x
3-4
二向渗流和流网的特征
2h 2h 2 0 2 x y
满足拉普拉斯方程的是两组彼此正交的曲线
二、流网及其特征
就渗流问题，一组曲线
称为等势线，在任一条 等势线上各点的总水头 是相等的；另一组曲线 为流线，代表渗流的方
第三章
土的渗透性
3-1
三相系 多孔介质
概
述
孔隙流体流动
孔隙流体 能量差
渗透：在水位差的作用下，水透过土体孔隙的现象。 土的渗透性：土具有被水透过的性能。
3-1
概
述
土石坝坝基坝身渗流
浸润线
渗流量 渗透变形
透水层
不透水层
3-1
概
述
板桩围护下的基坑渗流
板桩墙
基坑
渗流量
透水层
渗透变形
不透水层
3-1
渠道渗流
3-3
渗透系数的测定
三、成层土的渗透系数
（一）渗流与层面平行
qx q1x q2 x qnx qix
i 1 n
qx kxiH
qxi kixii Hi
k xiH kixii H i
i 1
n
kx
1 H
k H
i 1 i
n
i
通过整个土层的总渗流量为各土层渗流量之和
3-3
渗透系数的测定
5.土中气体的影响 当土孔隙中存在密闭气泡时，会阻塞水的渗流，从而降 低了的渗透性。这种密闭气泡有时是由溶解于水中的气 体分离而形成的，故水的含水量也影响土的渗透系数。
3第三章-土的渗透性及渗流
粗颗粒土一般在完全干燥和洒水饱和状态下最容易密 实。主要因为在潮湿状态下，土中的水为毛细水，毛 细水压增加了粒间阻力。
பைடு நூலகம்
土的击实试验
在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有 轻型和重型两种。
护筒
导筒 击实筒
轻型击实试验适用于粒径小于 击锤 5mm的土，击实筒容积为947cm3， 击锤质量为2.5kg。把制备成一定 含水量的土料分三层装入击实筒， 每层土料用击锤均匀锤击25下， 击锤落高为30.5cm
渗透力
J T wi
负号：渗透力方向与土骨架对水流阻力方向相反
三 土的渗透性——渗透力
根据力的平衡条件
wh1 A w LA cos wh2 A TLA 0
cos ( z1 z2 ) / L h1 H1 z1； h 2 H2 z 2
三 土的渗透性——渗透力 渗流过程
若水自上而下渗流：渗透力方向与土粒所受重力方向相同 ——将增加土粒之间的压力 若水自下而上渗流：渗透力方向与土粒所受重力方向相反 ——将减小土粒之间的压力 此时，若渗透力大小等于土的浮重度时，则土粒之间压力为零，理论上 土粒处于悬浮状态，将随水流一起流动，形成流砂现象
三 土的渗透性
三 土的渗透性——基本概念
1 基本概念
土：具有连续孔隙介质，水在重力作用下可以穿过土中孔隙而流动 渗透或渗流——在水头差作用下，水透过土孔隙流动的现象
渗透性——土体可被水透过的性能
土坝、水闸等挡水后，上游水将通过坝体或地基渗到下游——发生渗透
三 土的渗透性——基本概念
渗透引起两个方面问题：
i＞icr：土粒处于流砂状态
i= icr：土粒处于临界状态
土的渗透性(最终确定1)
主题重要性
在农业中，了解土壤的渗透性有 助于合理安排灌溉和排水，提高
水分利用效率和作物产量。
在水土保持工程中，土壤的渗透 性对于控制土壤侵蚀、降低地表 径流、防止水土流失等方面具有
关键作用。
在水利工程中，土壤的渗透性对 于水库、堤防等水利设施的设计、
施工和维护具有重要意义。
02 土的渗透性定义
定义与概念
05 土的渗透性的测量与评估
渗透试验方法
01
02
03
室内渗透试验
在实验室条件下，对土样 进行渗透试验，以测量土 的渗透系数、临界水力梯 度和渗透性等参数。
野外现场渗透试验
在现场对土体进行渗透试 验，常用的方法有压实桶 法、常水头法和变水头法 等。
数值模拟方法
利用计算机软件模拟土体 的渗透过程，通过输入土 的物理参数，可以预测土 体的渗透性能。
渗透性的评估标准与分类
渗透性等级
根据土的渗透系数大小，可以将 土的渗透性分为若干等级，如低 透水性、中等透水性和高透水性
等。
评估标准
不同国家和地区根据实际情况制定 了不同的渗透性评估标准，如美国 ASTM标准和我国国家标准等。
分类应用
根据土的渗透性等级和评估标准， 可以将其应用于不同工程领域，如 水利工程、土木工程和环境工程等。
土的渗透性是指土体允许水通 过其孔隙向下方或侧面流动的 性能。
渗透性是土的基本性质之一， 与土的粒度、级配、孔隙率和 结构等因素有关。
渗透性的大小通常用渗透系数 来表示，渗透系数越大，表示 土的渗透性越好。
渗透性的物理意义
01
渗透性是评价土的透水能力 的重要指标，对于工程设计 和施工具有重要意义。
04 土的渗透性与工程实践的 关系