土的滲透性和滲流問(wèn)題(編輯修改稿)
2025-05-26 04:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)處的水力坡降為： 井 抽水量 Q r1 r r2 dh dr h1 h h2 不透水層 由達(dá)西定律并整理得： 優(yōu)點(diǎn)：可獲得現(xiàn)場(chǎng)較為可靠的平均滲透系數(shù)。 缺點(diǎn)：費(fèi)用較高，耗時(shí)較長(zhǎng)。 對(duì)兩邊積分得： 求解得： 室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及工程實(shí)踐表明，土的滲透系數(shù)大小與顆粒粒徑（尤其 有效粒徑 ）、土的孔隙比（或孔隙率）和水 粘滯系數(shù) 等有關(guān)。有關(guān)專家給出了如下經(jīng)驗(yàn)公式和方法： 167。 經(jīng)驗(yàn)估算法 ② 太沙基： ① 哈森： ③ 泰勒： ④ 無(wú)資料時(shí)，參照規(guī)范給定的表格。如表 21（ p84） 167。 K值的影響因素 礦物成分 粒徑大小及級(jí)配 密實(shí)度（孔隙比） 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 飽和度（含氣量） 水的動(dòng)力粘滯系數(shù) 土粒特性 流體特性 主要因素： 土粒特性 粘性土 粗粒土 滲透系數(shù)（高嶺石 伊里石 蒙脫石） Ip綜合反映顆粒大小和礦物成分。 只與 顆粒 大小、形狀、級(jí)配有關(guān)。 ： 一般對(duì)粘性土影響更大； 層理的方向性（垂直與水平）； 天然粘性土沉積層，一般 kx﹥ ky。 是單位土體中孔隙體積的直接度量； 對(duì)砂性土， k值一般隨孔隙比 e增大而增大。 ： 級(jí)配越好，孔隙越少， k值越?。? 土體孔隙的大小一般由細(xì)顆粒所控制。 飽和度 sr(%) 滲透系數(shù)k(103cm/s) 8 7 6 5 4 3 2 80 90 100 ：封閉氣泡對(duì) k 值影響很大，可減少有效滲透面積，還可以堵塞孔隙的通道。 ：溫度高 → 粘滯性低 → 滲透系數(shù)大。 流體特性的影響 天然土層具有 層理性 ，對(duì)于滲流方向與土層層面 平行 或者 垂直 的簡(jiǎn)單滲流，當(dāng)各土層的滲透系數(shù)和厚度已知時(shí)，可求出整個(gè)土層滲流方向上的平均滲透系數(shù) 等效滲透系數(shù) ，作為進(jìn)行滲流計(jì)算的依據(jù)。 167。 成層土的滲透系數(shù) 如右圖所示，通過(guò)整個(gè)土層的總滲流量 qx應(yīng)為各土層滲流量之總和，即 : 根據(jù)達(dá)西定律，總滲流量又可表示為： 對(duì)于： 所以： 因此： 或表示為： H代表單位寬度面積 如右圖，垂直通過(guò)整個(gè)土層的總滲流量 qy應(yīng) 等于 通過(guò)各土層的滲流量 qiy ，即 : 滲透水流經(jīng)過(guò) 任意土層 ，水頭損失為 ， 假設(shè)對(duì)于 整個(gè)土層 水頭損失為 ： 則整個(gè)土層的 平均水力梯度 為： 則： H代表滲流路徑長(zhǎng)度 因此，由達(dá)西定律總滲流量又可表示為： 所以： 又因： 所以： 由 kx、 ky兩個(gè)表達(dá)式可以看出，當(dāng) Hi大體相當(dāng)，而 ki相差懸殊時(shí)，可得下述結(jié)論： ① kx取決于 最透水層 的厚度 H180。和滲透系數(shù) k180。，且： ② ky取決于 最不透水層 的厚度 H180。180。和滲透系數(shù) k180。180。，且： 167。 二維滲流和流網(wǎng)的應(yīng)用 Δ h 工程中的滲流現(xiàn)象： 水壩、基坑、閘基等。 滲流特征： 軸線很長(zhǎng)、各橫斷面上的滲流相同、認(rèn)為滲流發(fā)生在橫斷面內(nèi)，即二維滲流。 X O Z Y 穩(wěn)定滲流： 流場(chǎng)不隨時(shí)間發(fā)生變化的滲流。 滲流分析的方法： 數(shù)學(xué)解析法或近似解析法： 求取滲流運(yùn)動(dòng)方程在特定邊界條件下的理論解，或者在一些假定條件下，求其近似解。 數(shù)值解法： 有限元、有限差分、邊界元法等，近年來(lái)得到迅速地發(fā)展。 流網(wǎng)法： 簡(jiǎn)便快捷，具有足夠
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