《土的渗透性》PPT课件

低土的渗透性。
种类 级配
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3-3 渗透系数的测定
2.孔隙比对渗透系数的影响 孔隙比e越大，Vv越大，渗透系数越大，而孔隙体积又 决定于孔隙的直径大小，决定于土粒的颗粒大小和级配
3.土的结构构造的影响 天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是 如此。如黄土特别是具湿陷性黄土，具有竖直方向的渗 透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂 层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。
1.实验室测定法：常水头试验法，透水性大的砂性土 变水头试验法，透水性小的无粘性土
2.现场测定法： 实测流速法：色素法、电解质法、食盐法 注水法 抽水法：降低水位法：平衡法，不平衡法
水位恢复法
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3-3 渗透系数的测定
一、试验室内测定渗透系数
（一）常水头法
t V
VL
k
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Aht
vk(iib)
（3-3）
试验资料表明，密实的粘土不但存在起始水力坡降，而
且当水力坡降超过起始坡降后，渗透速度与水力坡降的
规律还偏离达西定律而呈非精线选p性pt 关系。
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3-2 达西渗透定律
一、达西渗透定律
v
v
v ki
k
i
i
b
v
vcr
vc i
v
o 砂土
o
o v ki
i
ib 密实粘土 i
i 砾土
Re wvd1
满足达西渗透定律的土的平均粒径:
d R e /w v 0 .5 2 m m
即，对于比粗砂更细的土，达西渗透定律一般是适用的。 而对粗粒土来讲，只有在水精力选坡ppt 降很小的情况下才能适用 15
3-3 渗透系数的测定
k的大小是直接衡量土的透水性强弱的重要的力学性质指标 常用数量级
现场试验和室内试验两大类， 一般说，现场试验比室内试验所得到的成果要准确可靠
在粗颗粒土中（如砾石，卵石），水力坡降较小时，渗
透速度与水力坡降才能呈线性关系，而在较大的水力坡
降下，水在土中的流动即进入紊流状态，渗透速度与水
力坡降呈非线性关系，此精时选达ppt 西定律不能适用。
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3-2 达西渗透定律
一、达西渗透定律
Darcy’s Law求出的渗透速度是一种假想
的平均流速，它假定水在土中的渗透是
第三章 土的渗透性
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1
3-1 概 述
三相系
多孔介质
孔隙流体
孔隙流体流动
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。
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3-1 概 述
土石坝坝基坝身渗流
不透水层
浸润线 渗流量 透水层 渗透变形
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3
3-1 概 述
板桩围护下的基坑渗流
（1）在层流状态的渗流中，渗流速度v与水力坡降成正
比，并与土的性质有关。或：砂土的渗透速度与水力坡
降呈线性关系。
（2）对于密实的粘土，由于吸着水有较大的粘滞阻力，
因此只有当水力坡降达到某一数值，克服了吸着水的粘
滞阻力以后，才能发生渗透。
我们将这一开始渗透时的水力坡降称为粘性土的起始水
力坡降ib. 即：
4.结合水膜厚度的影响 粘性土中若土粒的结合水膜较厚时，会阻塞土的孔隙， 降低土的渗透性。
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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。
其它因素： 水温: 试验表明，k与渗透液体的容重及粘滞系数有关； 水温不同，容重相差不大，但粘滞系数变化较大，水温 升高，粘滞系数降低，k增大. 此外，渗透水的性质….
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3-3 渗透系数的测定
二、现场测定渗透系数—抽水法
观察井
A2rh
i dh dr
qAki2rhkdh
dr
抽水量q 井
r2 r r1
dr dh
q dr 2khdh
r
透水层
q r2 dr 2k h2hdh 地下水位≈测压管水面
r r1
h1
h1 h
h2
k q ln r2 r1
h22 h12ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
通过整个土体截面进行的，而实际上，
渗透水仅仅通过土体中的孔隙流动，实
际平均流速要比假想的平均流速大很多
v' q vAvv1e
Av Av n
e
Av
vvnv e
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1e
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3-2 达西渗透定律
一、达西渗透定律
当渗流为层流的时候才能适用达西渗透定律
K. Terzaghi
达西渗透定律的适用界限可以考虑为：
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3-3 渗透系数的测定
影响渗透系数的因素
1.土的粒度成分和矿物成分的影响：土的颗粒大小，形 状及级配，影响土中空隙大小及形状，因而影响渗透性
土粒越粗，越浑园，越均匀时，渗透性就大。砂土中含
有较多粉土，或粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。
土中含有亲水性较大的粘土矿物或有机质时，也大大降
板桩墙
基坑
透水层 不透水层
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渗流量 渗透变形
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3-1 概 述
渠道渗流
渗流量
渗流时地下水位
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5
3-1 概 述
渗流滑坡
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6
流土
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管涌
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3-1 概 述
渗透所引起的工程问题： 1. 水的问题； 2. 土的问题。
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土的问题是指由于水的渗透引起土体内部应力状 态的变化或土体、地基本身的结构、强度等状态 的变化，从而影响建筑物或地基的稳定性或产生 有害变形的问题。
3-3 渗透系数的测定
基马式渗透仪
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70型渗透仪
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3-3 渗透系数的测定
一、试验室内测定渗透系数
（二）变水头法
t1 h1 t2 h2
k aL lnh1 A(t2 t1) h2
k2.3 aL lgh1 A(t2t1) h2
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3-3 渗透系数的测定 南55渗透仪
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3-2 达西渗透定律
一、达西渗透定律
土体中的孔隙一般非常 微小，水在土体中流动 时的粘滞阻力很大、流 速缓慢 其流动状态大多属于层 流。
v k h ki L
qvAkiA
v（mm/s）表示断面平均渗透
速度，k（mm/s）其物理意义
是当水力坡降i=1时的渗透速度。 精选ppt
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两点说明：
不透水层
优点：可获得现场较为可 靠的平均渗透系数
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缺点：费用高，耗时较长25
3-3 渗透系数的测定
三、成层土的渗透系数
天然沉积土往往由渗透性不同的土层所组成。
对于与土层层面平行和垂直的简单渗流情况，当各土层的 渗透系数和厚度为已知时，我们可求出整个土层与层面平 行和垂直的平均渗透系数，作为进行渗流计算的依据。