土力学讲座系列六 土的渗透性 华北水利水电学院土力学倮程组
土的渗透性 华北水利水电学院土力学课程组 土力学讲座系列六
概述 土是具有连续孔 上游 浸润线 隙的介质。当土 作为建筑物的地 又卜游 基和直接用作建 流线 等势线 筑材料时,水就 a)土坝滲流 会在水位差的作 用下,从水位较 高的一侧透过土 的孔隙流向水位 较低的一侧。 (b)隧道周的濠流
一 概述 ⚫ 土是具有连续孔 隙的介质。当土 作为建筑物的地 基和直接用作建 筑材料时，水就 会在水位差的作 用下，从水位较 高的一侧透过土 的孔隙流向水位 较低的一侧
关于防渗墙 防渗墙 防渗墙射水法施工
关于防渗墙 防渗墙射水法施工 防渗墙
渗透的定义及土的渗透性 ●水透过土体孔隙的现象成为渗透 ●土具有被水透过的性能称为土的渗透性 ●水在土体中的渗透,一方面会造成水量的 损失,影响工程效益;另一方面将引起土 体内部的应力状态的变化,从而改变水工 建筑物或地基的稳定条件,严重时还会酿 成破坏事故 ●土的渗透性的强弱,对土体的固结、强度 以及工程施工都有非常重要的影响
渗透的定义及土的渗透性 ⚫水透过土体孔隙的现象成为渗透 ⚫土具有被水透过的性能称为土的渗透性 ⚫水在土体中的渗透，一方面会造成水量的 损失，影响工程效益；另一方面将引起土 体内部的应力状态的变化，从而改变水工 建筑物或地基的稳定条件，严重时还会酿 成破坏事故。 ⚫土的渗透性的强弱，对土体的固结、强度 以及工程施工都有非常重要的影响
水的问题 ●水的问题指在工程中由于水本身引起的工程问题, 比如基坑、隧道等开挖工程中普遍存在地下水渗 出而出现需要排水的问题;相反在以蓄水为目的 的土坝中会由于渗透造成水量损失而出现需要挡 水的问题;另外还有一些像污水的渗透引起地下 水污染,地下水开采引起大面积地面沉降及沼泽 枯竭等地下水环境的问题。也就是说,说自身的 量(涌水量,渗水量)、质(水质)、赋存位置 (地下水位)的变化所引起的问题
水的问题 ⚫ 水的问题指在工程中由于水本身引起的工程问题， 比如基坑、隧道等开挖工程中普遍存在地下水渗 出而出现需要排水的问题；相反在以蓄水为目的 的土坝中会由于渗透造成水量损失而出现需要挡 水的问题；另外还有一些像污水的渗透引起地下 水污染，地下水开采引起大面积地面沉降及沼泽 枯竭等地下水环境的问题。也就是说，说自身的 量（涌水量，渗水量）、质（水质）、赋存位置 （地下水位）的变化所引起的问题
土的问题 ●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地稳定性或产生 有害变形的影响,在坡面、挡土墙等结构物中常 常会由于水的渗透而造成内部应力状态的变化而 失稳;土坝、堤防、基坑等结构物会由于管涌逐 渐改变地基土内的结构而酿成破坏事故;非饱和 的坡面会由于水分的渗透而造成土的强度的降低 而引起滑坡。由于渗透而引起的代表性例子就是 地下水开采造成的地面下沉问题
土的问题 ⚫ 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地稳定性或产生 有害变形的影响，在坡面、挡土墙等结构物中常 常会由于水的渗透而造成内部应力状态的变化而 失稳；土坝、堤防、基坑等结构物会由于管涌逐 渐改变地基土内的结构而酿成破坏事故；非饱和 的坡面会由于水分的渗透而造成土的强度的降低 而引起滑坡。由于渗透而引起的代表性例子就是 地下水开采造成的地面下沉问题
二 Darcy渗透定律 ●由于土中孔隙一般非常微小,水在土体中流动时的 粘滞阻力很大,流速缓慢 层流 加水 水在土中的渗透速度和 压力水头找 试样两端水面间的水位 差成正比,而与渗径长 h 度成反比 土样 v=k-=hi 图3-2达西渗透试验装置小意图 q=vA= kia
二 Darcy渗透定律 ⚫ 由于土中孔隙一般非常微小，水在土体中流动时的 粘滞阻力很大，流速缓慢 层流 水在土中的渗透速度和 试样两端水面间的水位 差成正比，而与渗径长 度成反比 hi L h v = k = q = v A = kiA
Darcy渗透定律 ●v渗透速度(cm/s或ms) ●q渗流量(cm3/s后m3/s) 水力梯度,沿渗流方向单位距离的水头 损失,无因此 ●h试样两端的水位差,即水头损失 ●L渗径长度 ●k渗透系数(cm/s或m/s,m/d) ●A试样截面积(cm2或者m2
Darcy渗透定律 ⚫v 渗透速度（cm/s或m/s） ⚫q 渗流量（cm3 /s后m3 /s） ⚫i 水力梯度，沿渗流方向单位距离的水头 损失，无因此 ⚫h 试样两端的水位差，即水头损失 ⚫L 渗径长度 ⚫k 渗透系数（cm/s或m/s,m/d） ⚫A 试样截面积（cm2或者m2）
流速与水力梯度的关系一砂土 砂土的水力梯度 与渗透速度呈线 性关系,符合达 西渗透定律, (a)砂土
流速与水力梯度的关系－砂土 砂土的水力梯度 与渗透速度呈线 性关系，符合达 西渗透定律
流速与水力梯度的关系一粘土 对于密实的粘土,由于 吸着水具有较大的粘滞 阻力,因此,只有当水 力梯度达到某一数值后 克服了吸着水的粘滞阻 力以后,才能发生渗透。 我们将这一开始发生渗 透时的水力梯度成为粘 性土的起始水力梯度 (b)密实粘土
流速与水力梯度的关系－粘土 对于密实的粘土，由于 吸着水具有较大的粘滞 阻力，因此，只有当水 力梯度达到某一数值后， 克服了吸着水的粘滞阻 力以后，才能发生渗透。 我们将这一开始发生渗 透时的水力梯度成为粘 性土的起始水力梯度 ib