土力學(xué)(清華大學(xué))第2章(編輯修改稿)
2025-07-18 08:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件 : ? 達(dá)西定律 : ? 等效條件 : v = kz (Δh / H ) 等效滲透系數(shù) : ? 算例說(shuō)明 d a ym1 0 0km01Hd a ym1km01Hd a ym010km01H332211/,./,./.,.??????按層厚加權(quán)平均，由較大值控制 層厚倒數(shù)加權(quán)平均，由較小值控制 d a ym6733H Hkk iix /.?? ?d a ym030kHHkiiz /.???層狀地基的等效滲透系數(shù) 167。 土的滲流性與滲透規(guī)律 H1 H2 H3 H k1 k2 k3 x z 層狀地基的等效滲透系數(shù) 167。 土的滲流性與滲透規(guī)律 水平滲流情形 垂直滲流情形 條件 已知 等效 公式 LhiiHHqqiii????? ? ? 。......。, 121 kHHiHkq x??? iix HkH1k? ???????ii21HHhhvvv。.... . .,. . . 。, 2121 kkHHHhkikvzz?????iizkHHk167。 土的滲流性與滲透規(guī)律 小 結(jié) ? 水頭與水力坡降 ? 滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律 ? 滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素 ? 層狀地基的等效滲透系數(shù) ? 總水頭 =位置水頭 +壓力水頭 ? 水頭是滲流的驅(qū)動(dòng)力 ?達(dá)西定律 ?滲透系數(shù) 、 滲透速度 ?達(dá)西定律的適用條件 ? 常水頭試驗(yàn) ? 變水頭試驗(yàn) ? 抽水試驗(yàn) ? 滲透系數(shù)影響因素 ? 水平等效滲透系數(shù) ? 垂直等效滲透系數(shù) 167。 概述 ? 167。 土的滲透性與滲透規(guī)律 ? 167。 平面滲流與流網(wǎng) 167。 滲透力與滲透變形 第二章：土的滲透性和滲流問題 ? 平面滲流的基本方程及求解 ? 流網(wǎng)的繪制及應(yīng)用 ?平面問題：滲流剖面和產(chǎn)生滲流的條件沿某一個(gè)方向不發(fā)生變化，則在垂直該方向的各個(gè)平面內(nèi)，滲流狀況完全一致。 對(duì)平面問題，常取 dy=1m單位寬度的一片來(lái)進(jìn)行分析 167。 平面滲流與流網(wǎng) h=h(x,z), v=v(x,z) 與時(shí)間無(wú)關(guān) ? 穩(wěn)定滲流：流場(chǎng)不隨時(shí)間發(fā)生變化的滲流 Δ h 平面穩(wěn)定滲流 167。 平面滲流與流網(wǎng) 滲流的連續(xù)性方程 ? 單位時(shí)間流入單元的水量 : 滲流的連續(xù)性方程： 0zvxv zx ??????dxvdzvdq zxe ??dxdzzvvdzdxxvvdqzzxxo)()(????????? 單位時(shí)間內(nèi)流出單元的水量 : oe dqdq ?? 連續(xù)性條件 : dx dz vx dxxvv xx ????vz dzzvv zz ????x z 滲流的運(yùn)動(dòng)方程 zhkvxhkvzzxx ?????? 。? 達(dá)西定律： 0z hkx hk 22z22x ??????? 滲流的連續(xù)性方程： 0zvxv zx ??????滲流的運(yùn)動(dòng)方程： 167。 平面滲流與流網(wǎng) ?特例：各向同性均質(zhì)土體 kx=kz 0z hx h 2222??????Laplace方程， 描述滲流場(chǎng)內(nèi)水頭的分布，是平面穩(wěn)定滲流的基本方程 167。 平面滲流與流網(wǎng) H1 H2 1 2 3 5 4 滲流的邊界條件 課堂討論：土石壩滲流問題的邊界條件 滲流域 不透水層 167。 平面滲流與流網(wǎng) H1 H2 1 2 3 1 4 水頭邊界條件 在邊界 ?1上給定水頭 1 2 流速邊界條件 在邊界 ?2上給定法向流速 4 3 滲出面 在邊界 ?3上 H=z， vn0 自由水面 * 在邊界 ?4上 H=z， vn=0 滲流的邊界條件 平面穩(wěn)定滲流問題描述 ? 運(yùn)動(dòng)方程： ? 邊界條件： 水頭邊界條件 在邊界 ?1上給定水頭 1 2 流速邊界條件 在邊界 ?2上給定法向流速 4 3 滲出面 在邊界 ?3上 h=z， vn0 自由水面 * 在邊界 ?4上 h=z， vn=0 0z hkx hk 22z22x ??????0z hx h 2222??????167。 平面滲流與流網(wǎng) 或： 167。 平面滲流與流網(wǎng) ? 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 ? 電比擬試驗(yàn)法：利用電場(chǎng)來(lái)模擬滲流場(chǎng)，簡(jiǎn)便、直觀，可以用于二維問題和三維問題 ? 流網(wǎng)法：簡(jiǎn)便快捷，具有足夠的精度，可分析較復(fù)雜斷面的滲流問題 滲流分析的方法 ? 流速勢(shì)或勢(shì)函數(shù)： )zu(khkw??????????? ???? ??? g r a dvzv,xv zx ?則有： 滿足達(dá)西定律的滲流問題是一個(gè)勢(shì)流問題 勢(shì) 函 數(shù) ? 勢(shì)函數(shù)的特性： ? 等勢(shì)面是等水頭面 ? 兩條等勢(shì)面的勢(shì)值差同其水頭差成正比 167。 平面滲流與流網(wǎng) xz vz。vx ?????????存在函數(shù) ?，稱為流函數(shù)，且有 ： ? 流線的方程： 流 函 數(shù) xzvvdxzd ?167。 平面滲流與流網(wǎng) ? 定義：流線是流場(chǎng)中的曲線，在這條曲線上所有各質(zhì)點(diǎn)的流速矢量都和該曲線相切 連續(xù)性方程 z)v(xv zx??????為某一函數(shù)全微分的充要條件為 0dxvzdv zx ???z v x vx vz ? 性質(zhì)一： 流線互不相交， 在同一條流線上，流函數(shù)的值為一常數(shù) 流函數(shù)的性質(zhì) 0ddzzdxxdxvzdv zx ???????? ????167。 平面滲流與流網(wǎng) ? 性質(zhì)二：兩條流線流函數(shù)的差值等于其間通過(guò)的流量 x dq ? ?+d? z a和 b為兩流線間的過(guò)水?dāng)嗝妫?a(x,z), b(xdx,z+dz) ??? ??? ??????????? d) d xx(dzzdxvdzvcbvacvdq zxzxvx vz a b c 167。 平面滲流與流網(wǎng) 0zx 2222?? ???? ??1）勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)均滿足拉普拉斯方程 2）勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)正交，一點(diǎn)兩線的斜率互成負(fù)倒數(shù) 3）勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)是互為共軛的調(diào)和函數(shù)，兩
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