土的滲透性和滲透問題一、達西定律【基本內容】滲透——在水位差作用下，水透過土體孔隙的現象。滲透性——土具有被水透過的性能。1、達西定律v=ki=kh/L或用滲流量表示為q=vA=kiA式中v――滲透速度，cm/s或m/d；q――滲流量，cm3/s或m3/d；i=h/L――水力坡降（水力梯度），即沿滲流方向單位距離的水頭損失，無因次；h――試樣兩端的水頭差，cm或m；L――滲徑長度；cm或m；k――滲透系數，cm/s或m/d；其物理意義是當水力梯度i等于1時的滲透速度；A――試樣截面積，cm2或m2。【注意】由上式求出的v是一種假想的平均流速，假定水在土中的滲透是通過整個土體截面來進行的。水在土體中的實際平均流速要比達西定律采用的假想平均流速大。2、達西定律的適用范圍與起始水力坡降對于密實的粘土：由于結合水具有較大的粘滯阻力，只有當水力梯度達到某一數值，克服了結合水的粘滯阻力后才能發生滲透。起始水力梯度――使粘性土開始發生滲透時的水力坡降。必(a)崇隊砂愿土梯厭止裹(b)潔球密實粘利土斥關貌(c出)幣礫石、卵石扛粘性土滲透系捕數與水力坡降帖的規律偏離達碼西定律而呈非杜線性關系，如水圖價（它b恐）中的實線所爪示，常用虛直躬線來描述密實僅粘土的滲透規叫律。排耗劑兄霧填份料圾勒傭(2-銅3)抓式賺中減ib炒――罪密實粘土的起鷹始水力坡降；巴對于粗粒土中益（如礫、卵石于等）：在較小連的幕i滿下刪，捆v拴與擱i均才呈線性關系沸，當滲透速度永超過臨界流新速惕vc震r腿時，水在土中槽的流動進入紊漂流狀態，滲透盈速度與水力坡構降呈非線性關瘡系，如圖剛（水c塘）所示，此時耽，達西定律不支能適用。嬸二花、株滲透系數及其羅確定方法【基本內容】一）滲透試驗純1妙．常水頭試驗代常水頭試驗適廚用于透水性大傘（司k>10能-3cm佛/驟s板）的土，例如場砂土。樸常水頭試驗就撒是在整個試驗齒過程中，水頭沒保持不變。試腦驗時測出某時宵間間檔隔埋t懇內流過試樣的烤總水在量膨V灘，根據達西定報律PAGE2艦即閱根軍崖餐默樹須內債您刑2怠．變水頭試驗蹤粘性土由于滲陶透系數很小，羊流經試樣的總廚水量也很小，條不易準確測定容。因此，應采語用變水頭試驗團。樸變水頭試驗就頑是在整個試驗干過程中，水頭悲隨時間而變化脅的一種試驗方霸法。利用數學零方法可得到滲位透系數充如用常用對數囑表示，上式可衛寫為崇彎糾筐嶄賄離燭龜進加二元）缸影響滲透系數忽的因素對【討論】上述珍因素對滲透系茫數的影響尸三）成層土的額滲透系數枯1維．平行層面滲泰透系數控【討論】對于載成層土，如果幻各土層的厚度光大致相近，而融滲透性卻相差并懸殊時，與層可向平行的平均劍滲透系數將取殺決于最透水層賢的厚度和滲透綠性。緩2到．垂直層面滲括透系數飲邀【討論】對于彼成層土，如果鄙各土層的厚度呀大致相近，而休滲透性卻相差巧懸殊時，與層默面垂直的平均統滲透系數將取戶決于最不透水殿層的厚度和滲修透性。飼工【例題先自習延后講解草】珠枕元【災例盞2-塞1營】淚粥設做變水頭滲喇透試驗的粘土爛試樣的截面積裂為嘩30度㎝君2梳，厚度為唇4cm茫，滲透儀細玻摔璃管的內徑為技0.4cm慢，試驗開始時罷的水位差為斑160cm獲，經時賭段釋1燒5侍分觀察得水位蟲差為脆52cm離，試驗時的水饑溫為是3社0胞℃宿，試求試樣的該滲透系數。【解題思路】事熟悉變水頭公監式計算k20紹三、滲透力和羽滲透變形【基本內容】賺一）滲透力和踩臨界水力坡降1．滲透力府滲透力恐――風水在土體中流監動時，滲透水廈流施加于單位裳土粒上的拖曳轟力。滲透力的特點拿【討論】滲透庸力對土體穩定狠的影響費2郵．臨界水力坡來降箏—驟—南使土體開始發悉生滲透變形的黑水力坡降。我設計時，將滲液流逸出處的水繼力坡降控制在蓋允許坡棵降謙[i捏]堆內，即i≤[i]二）滲透變形炮滲透水流將土蹤體的細顆粒沖葡走、帶走或局族部土體產生移身動，導致土體舟變形，這類問怠題稱為滲透變狹形問題。獄1聯．滲透變形的縣基本形式擾2組．流土的特點裳：股發生于地基或叔土壩下游滲流劣出逸處，而不層發生于土體內看部。開挖基坑衛或渠道時常常漲遇到的流砂現胡象，就屬于流棒土破壞。細砂尼、粉砂、淤泥判等較易發生流百土破壞。旦3膚．管涌的特點慣：繪既可以發生在王土體內部，也完可以發生在滲研流出口處。它腰的發展一般有嘗個時間過程，態是一種漸進性寒的破壞。管涌撲的臨界水力梯晶度填ic議r充一般通過試驗耗確定。【工程經驗】掛粘性土由于粒削間具有粘聚力貪，連結較緊，本常不出現管涌騾而只發生流土蕉破壞；專不均勻系估數鄉Cu>1否0仗的勻粒砂土，聲在一定的水力墨梯度下，局部陵地區較易發生驕流土破壞；腿對疤Cu>1撤0這的砂和礫石、寸卵石，分兩種應情況。當孔隙婦中細粒含量較肯少（小鮮于耀30圖%鐮）時，只要較觸小的水力坡降離，就足以推動慢這些細粒發生評管涌。如它們嚇的孔隙中細粒準增多，以至塞去滿全部孔隙（炊此時細料含量轎約堵為巷30%~35埋%不），便不出現非管涌而會發生蔽流土現象。【提問答疑】籌【本次課小結扭】1．達西定律分2柔．測定滲透系綢數的方法柔3頂．滲透力與滲惡透變形【復習思考】錘1捏.偷達西定律的適貫用條件有哪些舉？光2攔．實驗室測定惜滲透系數的方工法有哪兩種？覺它們分別適用果于什么情況？悉3材．何謂滲透力正？其大小、方瓦向、單位如何健？壟4漿．滲透變形的魯基本形式有分縫哪兩種？它們們分別有什么特呈征？【課后作業】殖四裹、艙滲流工程問題婆與處理措施【基本內容】瘋一）滲流工程佳問題處1帥．地下水的浮妨托作用號2倚．地下水的潛梨蝕作用3．流砂益壘4虜．基坑突涌月二）防滲處理孤措施畝1宵．水工建筑物壤滲流處理措施站令基水工建筑物的尋防滲工程措施鍬一般保以陪“踩上堵下現疏毛”消為原則，上游乒截滲、延長滲墓徑，下游通暢源滲透水流，減鑄小滲透壓力，踢防止滲透變形利。①垂直截滲花剝救垂直截滲墻、井帷幕灌漿、板鞠樁等都屬于垂斥直截滲。下②線設置水平鋪蓋集舊娘上游設置水平笨鋪蓋，延長水橡流滲透路徑。③設置反濾層比在水工建筑物艇下游設置反濾紫層，既可通暢仙水流，又起到暢保護土體、防偽止細粒流失而境產生滲透變形幣。④排水減壓長為減小下游滲尖透壓力，常常綠在水工建筑物坐下游、基坑開碌挖時，設置減扯壓井或深挖排饅水槽。督【工程實例】伍【討論】采用伏上述措施的原動理踩2棉．基坑開挖防除滲措施①工程降水核可采用明溝排惡水和井點降水疲的方法人工降丸低地下水位。②設置板樁稼沿坑壁打入板雕樁，它一方面挺可以加固坑壁纏，同時增加了糧地下水的滲流側路徑，減小水豬力坡降。③水下挖掘仰在基坑或沉井特中用機械在水島下挖掘，避免煤因排水而造成汁流砂的水頭差盞。為了增加砂林的穩定性，也綿可向基坑中注蔽水，并同時進侮行挖掘。只基坑開挖防滲縫措施還有凍結參法、化學加固舌法、爆炸法等揪。※習題復習課【本章小結】瓦1類．層流狀態，鏈水在土中的滲盈透速度與試樣賞的水力梯度（籌或水力坡降）兔成正比；忍2腰．常水頭試驗援適用于透水性天大列（拼k>10幻-3