本章提要本章特點學習要點第二章：土的的滲透性和滲滲流問題土的滲透性和和滲透規(guī)律平面滲流及流流網(wǎng)滲透力與滲透透變形有嚴格的理論論（水流的一一般規(guī)律）有經(jīng)驗性規(guī)律律（散粒多孔孔介質(zhì)特性））注意對物理概概念和意義的的把握注意把握土是是散粒多孔介介質(zhì)這一特點點§2.1概述§2.2土的滲透性與與滲透規(guī)律§2.3平面滲流與流流網(wǎng)§2.4滲透力與滲透透變形第二章：土的的滲透性和滲滲流問題§2.1概述土體中的滲流流土顆粒土中水滲流土是一種種碎散的的多孔介介質(zhì)，其其孔隙在在空間互互相連通通。當飽飽和土中中的兩點點存在能能量差時時，水就就在土的的孔隙中中從能量量高的點點向能量量低的點點流動水在土體體孔隙中中流動的的現(xiàn)象稱稱為滲流土具有被被水等液液體透過過的性質(zhì)質(zhì)稱為土土的滲透性§2.1概述土體中的的滲流對土的滲滲透問題題研究主主要包括括下述三三個方面面：滲流量問問題滲透變形形（滲透透破壞））問題滲流控制制問題透水層不透水層層土石壩壩壩基壩身身滲流§2.1概述-滲流問題題防滲體壩體浸潤線滲流問題題：1.滲流量？？2.滲透破壞壞？3.滲透力？？工程實例例板樁圍護護下的基基坑滲流流§2.1概述-滲流問題題滲流問題題：1.滲流量？？2.滲透破壞壞？3.滲水壓力力？透水層不透水層層基坑板樁墻工程實例例滲流問題題：1.滲流量Q？2.降水深度度？透水層不透水層層天然水面面水井滲流流漏斗狀潛潛水面Q§2.1概述-滲流問題題滲流問題題：1.滲流量？？2.地下水影影響范范圍？？渠道、河河流滲流流§2.1概述-滲流問題題原地下水水位滲流時地地下水位位§2.1概述-滲流問題題降雨入滲滲引起的的滑坡滲流問題題：1.滲透力？？2.入滲過程程？事故實例例滲流量揚壓力滲水壓力力滲透破壞壞滲流速度度滲水面位位置擋水建筑筑物集水建筑筑物引水結(jié)構(gòu)構(gòu)物基礎(chǔ)工程程地下工程程邊坡工程程滲透特性性變形特性性強度特性性土的滲透透特性§2.1概述-土滲流特特性§2.1概述§2.2土的滲透透性與滲滲透規(guī)律律§2.3平面滲流流與流網(wǎng)網(wǎng)§2.4滲透力與與滲透變變形第二章：：土的滲滲透性和和滲流問問題§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律水頭與水水力坡降降土的滲透透試驗與與達西定定律滲透系數(shù)數(shù)的測定定及影響響因素層狀地基基的等效效滲透系系數(shù)土的滲透透性與滲滲透規(guī)律律滲流的驅(qū)驅(qū)動能量量反映滲流流特點的的定律土的滲透透性地基的滲滲透系數(shù)數(shù)位置水頭頭：到基基準面的的豎直距距離，代代表單位位重量的的液體從從基準面面算起所所具有的的位置勢勢能壓力水頭頭：水壓壓力所能能引起的的自由水水面的升升高，表表示單位位重量液液體所具具有的壓壓力勢能能測管水頭頭：測管管水面到到基準面面的垂直直距離，，等于位位置水頭頭和壓力力水頭之之和，表表示單位位重量液液體的總總勢能在靜止液液體中各各點的測測管水頭頭相等§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律位置、壓壓力和測測管水頭頭zA00ABu0pazB基準面靜水§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律水流動的的驅(qū)動力力水往低處處流水往高處處“跑””速度v壓力u位置：使使水流從從位置勢勢能高處處流向位位置勢能能低處流速：水水具有的的動能壓力：水水所具有有的壓力力勢能也可使水水流發(fā)生生流動位置勢能：mgz壓力勢能：00基準面質(zhì)量m壓力u流速vz動能：總能量：稱為總水水頭，是是水流動動的驅(qū)動動力單位重量量水流的的能量：：§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律水流動的的驅(qū)動力力-水頭滲流中的的水頭與與水力坡坡降§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律ABL透水層不透水層基坑板樁墻滲流為水水體的流流動，應應滿足液液體流動動的三大大基本方方程：連連續(xù)性方方程、能能量方程程、動量量方程§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律ABLhAzA基準面總水頭：：單位重量水體所具具有的能能量位置水頭頭Z：水體的的位置勢勢能（任任選基準準面）壓力水頭頭u/w：水體的的壓力勢勢能（u孔隙水壓壓力）流速水頭頭V2/(2g)：水體的的動能（（對滲流流多處于于層流≈0）滲流的總總水頭：：滲流問題題的水頭頭也稱測管管水頭，，是滲流流的總驅(qū)驅(qū)動能，，滲流總總是從水水頭高處處流向水水頭低處處A點總水頭頭：§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律水力坡降降A(chǔ)BLhAhBzAzBΔh基準面水力坡降線B點總水頭頭：二點總水水頭差：：反映了了兩點間間水流由由于摩阻阻力造成成的能量量損失水力坡降降i：單位滲滲流長度度上的水水頭損失失達西滲透透試驗§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律LAh1h2QQ透水石1856年達西(Darcy)在研究城城市供水水問題時時進行的的滲流試試驗或：其中，A是試樣的的斷面積積達西定律律§2.2土的滲流流性與滲滲透規(guī)律律達西定律律：在層層流狀態(tài)態(tài)的滲流流中，滲滲透速度度v與水力坡坡降i的一次方方成正比比，并與與土的性性質(zhì)有關(guān)關(guān)滲透系數(shù)數(shù)k:反映土的的透水性性能的比比例系數(shù)數(shù)，其物物理意義義為水力力坡降i＝1時的滲流流速度，，單位：：cm/s,m/s,m/day滲透速速度v：土體體試樣樣全斷斷面的的平均均滲流流速度度，也也稱假假想滲滲流速速度其中，，Vs為實際際平均均流速速，孔孔隙斷斷面的的平均均流速速達西定定律的的適用用范圍圍§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律適用條條件：：層流流（線線性流流動））巖土工工程中中的絕絕大多多數(shù)滲滲流問問題，，包括括砂土土或一一般粘粘土，，均屬屬層流流范圍圍在粗粒粒土孔孔隙中中，水水流形形態(tài)可可能會會隨流流速增增大呈呈紊流流狀態(tài)態(tài)，滲滲流不不再服服從達達西定定律。?？捎糜美字Z諾數(shù)進進行判判斷：：0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5達西定律適用范圍2.01.51.00.50水力坡降流速(m/h)礫石粗砂中砂細砂極細砂h10dvRe=Re＜5時層流流Re＞200時紊流流200＞Re＞5時為過過渡區(qū)區(qū)達西定定律的的適用用范圍圍§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律在純礫礫以上上的很很粗的的粗粒粒土如如堆石石體中中，在在水力力坡降降較大大時，，達西西定律律不再再適用用，此此時：：ivoi0兩種特特例對致密密的粘粘性土土，存存在起起始水水力坡坡降i0？？ivovcri>i0,v=k(i-i0)滲透系系數(shù)的的測定定方法法常水頭頭試驗驗法變水頭頭試驗驗法井孔抽抽水試試驗井孔注注水試試驗§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律室內(nèi)試試驗方方法野外試試驗方方法室內(nèi)試試驗方方法-常水頭頭試驗驗法試驗條條件:Δh，A，L=const量測變變量:體積V，t適用土土類：：透水水性較較大的的砂性性土§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律i=Δh/LV=Qt=vAtv=kihL土樣AVQ室內(nèi)試試驗方方法-變水頭頭試驗驗法試驗條條件:Δh變化A，a，L=const量測變變量:h，t適用土土類：：透水水性較較小的的粘性性土§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律土樣At=t1h1t=t2h2LQ水頭測管開關(guān)a土樣At=t1t=t2h1h2LQ水頭測管開關(guān)在tt+dt時段內(nèi)內(nèi)：入流量：dVe=-adh出流量：dVo=kiAdt=k(Δh/L)Adt連續(xù)性條件：dVe=dVo

-adh=k(Δh/L)Adthdhtt+dt§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律室內(nèi)試試驗方方法-變水頭頭試驗驗法選擇幾組量測結(jié)果

，計算相應的k，取平均值室內(nèi)試試驗方方法–小結(jié)§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律常水頭頭試驗驗變水頭頭試驗驗條件已知測定公式取值Δh=constΔh變化Δh，A，，LV，t重復試試驗后后，取取均值值a，A，LΔh，t不同時時段試試驗，，取均均值適用粗粒土土粘性土土§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律現(xiàn)場測測定法法－抽水試試驗抽水量Qr1r2h1h2井不透水層試驗條條件:Q=const量測變變量:r=r1，h1=？r=r2，h2=？優(yōu)點：：可獲獲得現(xiàn)現(xiàn)場較較為可可靠的的平均均滲透透系數(shù)數(shù)缺點：：費用用較高高，耗耗時較較長觀察井§2.2土的滲滲流性性與滲滲透規(guī)規(guī)律A=2rhi=dh/dr計算公式：r抽水量Qr1r2h1h2井不透水層dhdrh地下水位≈

測壓管水面現(xiàn)場測測定法法－抽水試試驗影響孔隙系系統(tǒng)的的構(gòu)成成和方方向性性，對粘粘性土土影響響更大大在宏觀觀構(gòu)造造上，，天然然沉積積層狀狀粘性性土層層，扁扁平狀狀粘土土顆粒粒常呈呈水平平排列列，常常使得得k水平﹥k垂直在微觀觀結(jié)構(gòu)構(gòu)上，，當孔孔隙比比相同同時，，凝聚聚結(jié)構(gòu)構(gòu)將比比分散散結(jié)構(gòu)構(gòu)具有有更大大的透透水性性水的動動力粘粘滯系系數(shù)：：溫度，水水粘滯滯性，k飽和度度（含含氣量量）：：封閉閉氣泡泡對k影響很很大，，可減減少有有效滲滲透面面積，，還可可以堵堵塞孔孔隙的的通道道是土中孔隙直徑大小的主要影響因素因由粗顆粒形成的大孔隙可被細顆粒充填，故土體孔隙的大小一般由細顆粒所控制。因此，土的滲透系數(shù)常用有效粒徑d10來表示，如哈臣公式：是單位土體中孔隙體積的直接度量對于砂性土，常建立孔隙比e與滲透系數(shù)k之間的關(guān)系，如：飽和曲線含水量wWop干容重dmax1含水量w滲透系數(shù)k絮狀結(jié)構(gòu)分散結(jié)構(gòu)對粘性性土，，影響響顆粒的的表面面力不同粘粘土礦礦物之之間滲滲透系系數(shù)相相差極極大，，其滲滲透性性大小小的次次序為為高嶺嶺石>伊里石石>蒙脫石石；；當粘粘土中中含有有可交交換的的鈉離離子越越多時時，其其滲透透性將將越低低塑性指數(shù)Ip綜合反映土土的顆粒大大小和礦物物成份，常常是滲透系系數(shù)的參數(shù)數(shù)§2.2土的滲流性性與滲透規(guī)規(guī)律土的性質(zhì)水的性質(zhì)粒徑大小及及級配孔隙比礦物成分結(jié)構(gòu)滲透系數(shù)的的影響因素素§2.2土的滲流性性與滲透規(guī)規(guī)律層狀地基的的等效滲透透系數(shù)等效滲透系系數(shù)確立各層土土的ki根據(jù)滲流方方向確定等等效滲流系系數(shù)天然土層多多呈層狀多個土層用用假想單一一土層置換換，使得其其總體的透透水性不變變hH1H2H3Hk1k2k3xzq1xq3xq2x1122不透水層§2.2土的滲流性性與滲透規(guī)規(guī)律等效滲透系系數(shù):kx已知條件:qx=vxH=kxiHΣqix=ΣkiiiHi達西定律:等效條件:層狀地基的的水平等效效滲透系數(shù)數(shù)層狀地基的的垂直等效效滲透系數(shù)數(shù)§2.2土的滲流性性與滲透規(guī)規(guī)律H1H2H3Hhk1k2k3xzv承壓水kzvi=ki(Δhi/Hi)已知條件:達西定律:等效條件:v=kz(Δh

/H

)等效滲透系系數(shù):算例說明按層厚加權(quán)權(quán)平均，由由較大值控控制層厚倒數(shù)加加權(quán)平均，，由較小值值控制層狀地基的的等效滲透透系數(shù)§2.2土的滲流性性與滲透規(guī)規(guī)律H1H2H3Hk1k2k3xz層狀地基的的等效滲透透系數(shù)§2.2土的滲流性性與滲透規(guī)規(guī)律水平滲流情情形垂直滲流情情形條件已知等效公式§2.2土的滲流性性與滲透規(guī)規(guī)律小結(jié)結(jié)水頭與水力力坡降滲透試驗與與達西定律律滲透系數(shù)的的測定及影影響因素層狀地基的的等效滲透透系數(shù)總水頭=位置水頭+壓力水頭水頭是滲流流的驅(qū)動力力達西定律滲透系數(shù)、、滲透速度度達西定律的的適用條件件常水頭試驗驗變水頭試驗驗抽水試驗滲透系數(shù)影影響因素水平等效滲滲透系數(shù)垂直等效滲滲透系數(shù)§2.1概述§2.2土的滲透性性與滲透規(guī)規(guī)律§2.3平面滲流與與流網(wǎng)§2.4滲透力與滲滲透變形第二章：土土的滲透性性和滲流問問題平面滲流的的基本方程程及求解流網(wǎng)的繪制制及應用平面問題：：滲流剖面面和產(chǎn)生滲滲流的條件件沿某一個個方向不發(fā)發(fā)生變化，，則在垂直直該方向的的各個平面面內(nèi)，滲流流狀況完全全一致。對對平面問問題，常取取dy=1m單位寬度的的一片來進進行分析§2.3平面滲流與與流網(wǎng)h=h(x,z),v=v(x,z)與時間無關(guān)關(guān)穩(wěn)定滲流：：流場不隨隨時間發(fā)生生變化的滲滲流Δh平面穩(wěn)定滲滲流§2.3平面滲流與與流網(wǎng)滲流的連續(xù)續(xù)性方程單位時間流流入單元的的水量:滲流的連續(xù)續(xù)性方程：：單位時間內(nèi)內(nèi)流出單元元的水量:連續(xù)性條件件:dxdzvxvzxz滲流的運動動方程達西定律：：滲流的連續(xù)續(xù)性方程：：滲流的運動方方程：§2.3平面滲流與流流網(wǎng)特例：各向同同性均質(zhì)土體體kx=kzLaplace方程，描述滲流場內(nèi)內(nèi)水頭的分布布，是平面穩(wěn)穩(wěn)定滲流的基基本方程§2.3平面滲流與流流網(wǎng)H1H2123{54滲流的邊界條條件課堂討論：土土石壩滲流問問題的邊界條條件滲流域不透水層§2.3平面滲流與流流網(wǎng)H1H2123{14水頭邊界條件件在在邊界1上給定水頭12流速邊界條件件在在邊界2上給定法向流流速43滲出面在在邊界3上H=z，vn>0自由水面*在邊界4上H=z，vn=0滲流的邊界條條件平面穩(wěn)定滲流流問題描述運動方程：邊界條件：水頭邊界條件件在在邊界1上給定水頭12流速邊界條件件在在邊界2上給定法向流流速43滲出面在在邊界3上h=z，vn>0自由水面*在邊界4上h=z，vn=0§2.3平面滲流與流流網(wǎng)或：§2.3平面滲流與流流網(wǎng)數(shù)學解析法或或近似解析法法：求取滲流流運動方程在在特定邊界條條件下的理論論解，或者在在一些假定條條件下，求其其近似解數(shù)值解法：有有限元、有限限差分、邊界界元法等，近近年來得到迅迅速地發(fā)展電比擬試驗法法：利用電場場來模擬滲流流場，簡便、、直觀，可以以用于二維問問題和三維問問題流網(wǎng)法：簡便便快捷，具有有足夠的精度度，可分析較較復雜斷面的的滲流問題滲流分析的方方法流速勢或勢函函數(shù)：則有：滿足達西定律律的滲流問題題是一個勢流流問題勢函數(shù)勢函數(shù)的特性性：等勢面是等水水頭面兩條等勢面的的勢值差同其其水頭差成正正比§2.3平面滲流與流流網(wǎng)存在函數(shù)，稱為流函數(shù)，且有：流線的方程：：流函數(shù)§2.3平面滲流與流流網(wǎng)定義：流線是是流場中的曲曲線，在這條條曲線上所有有各質(zhì)點的流流速矢量都和和該曲線相切切連續(xù)性方程為某一函數(shù)全微分的充要條件為zvxvxvz性質(zhì)一：流線互不相交交，在同一條流線線上，流函數(shù)數(shù)的值為一常常數(shù)流函數(shù)的性質(zhì)質(zhì)§2.3平面滲流與流流網(wǎng)性質(zhì)二：兩條條流線流函數(shù)數(shù)的差值等于于其間通過的的流量xdq+dza和b為兩流線間的的過水斷面，，a(x,z),b(x-dx,z+dz)vxvzabc§2.3平面滲流與流流網(wǎng)1）勢函數(shù)和流流函數(shù)均滿足足拉普拉斯方方程2）勢函數(shù)和流流函數(shù)正交，，一點兩線的的斜率互成負負倒數(shù)3）勢函數(shù)和流流函數(shù)是互為為共軛的調(diào)和和函數(shù)，兩者者均完備地地描述了同一一個滲流場4）當對調(diào)邊界界條件時，勢勢函數(shù)和流函函數(shù)兩組曲線線可互換勢函數(shù)與流函函數(shù)流網(wǎng)及其特性性流線和等勢線線正交流網(wǎng)中應使相相鄰流線間的的流函數(shù)差和和相鄰等勢線線間的勢函數(shù)數(shù)（水頭）差差不變流網(wǎng)中每一網(wǎng)網(wǎng)格的邊長比比為常數(shù)，通通常取為1在流場中，流流線和等勢線線（等水頭線線）組成的網(wǎng)網(wǎng)格稱為流網(wǎng)網(wǎng)+d+dvsl§2.3平面滲流與流流網(wǎng)流網(wǎng)的畫法1）確定邊界條條件：邊界流流線和首尾等等勢線2）研究水流的的方向：流線線的走向3）判斷網(wǎng)格的的疏密大致分分布4）初步繪制流流網(wǎng)的雛形：：正交性、曲曲邊正方形5）反復修改和和檢查H=H1-H20H1H2不透水層§2.3平面滲流與流流網(wǎng)要點：邊界條條件、正交性性、曲邊正方方形、多練習習lsabcdefghH=H1-H20H1H2不透水層f流網(wǎng)的應用§2.3平面滲流與流流網(wǎng)測管水頭h確定孔壓確定流速確定流量水力坡降hhhH1-hH1H1-2hqqqq流道數(shù)小結(jié)結(jié)平面滲流的基基本方程及求求解流網(wǎng)的繪制及及應用連續(xù)性方程運動方程邊界條件求解方法勢函數(shù)流函數(shù)流網(wǎng)及特性流網(wǎng)的畫法流網(wǎng)的應用§2.3平面滲流與流流網(wǎng)§2.1概述§2.2土的滲透性與與滲透規(guī)律§2.3平面滲流與流流網(wǎng)§2.4滲透力與滲透透變形第二章：土的的滲透性和滲滲流問題滲透力臨界水力坡降降滲透變形（滲滲透破壞）§2.4滲透力與滲透透變形滲透力-試驗觀察Δh=0靜水中，土骨骨架會受到浮浮力作用。Δh>0水在流動時，，水流受到來來自土骨架的的阻力，同時時流動的孔隙隙水對土骨架架產(chǎn)生一個摩摩擦、拖曳力力。h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器ab滲透力j：滲透作用中中，孔隙水對對土骨架的作作用力，方向向與滲流方向向一致§2.4滲透力與滲透透變形滲透力-試驗觀察h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器ab土粒滲流滲透力j：體積力滲透力j：單位土體內(nèi)內(nèi)土骨架所受受到的滲透水水流的拖曳力力截面積

A=1§2.4滲透力與滲透透變形h200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器ab滲透力-受力分析WW=Lsat＝L(+w)P1=whwP2=wh2R=?R+P2=W+P1R+wh2=L(+w)+whwR=L土水整體受力力分析-靜水§2.4滲透力與滲透透變形滲透力-受力分析截面積

A=1滲透力-受力分析WW=Lsat＝L(+w)P1=whwP2=wh1R=?R+P2=W+P1R+wh1=L(+w)+whwR=L-wh土水整體受力力分析-滲流h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器ab§2.4滲透力與滲透透變形滲透力-受力分析滲透力-受力分析R=L-wh土水整體受力力分析-對比h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器ab靜水中的土體體滲流中的土體體向上滲流存在在時，濾網(wǎng)支支持力減少R=L減少的部分由由誰承擔？總滲透力：J=wh滲透力j：單位土體內(nèi)土土骨架所受到到的滲透水流流的拖曳力j=J/V=wh/L=wi向上滲流存在在時，濾網(wǎng)支支持力減少。當濾網(wǎng)支持力力為零時的水水力坡降稱為為臨界水力坡降降icr，它是土體開開始發(fā)生流土土破壞時的水水力坡降：§2.4滲透力與滲透透變形滲透力-受力分析滲透力-受力分析R=L-wh=0臨界水力坡降h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abicr=h/L=/w由于icr取決于土的物理性質(zhì)=

+WWWw土水=土骨架+孔隙水JRJP1P2P1P2R土水隔離受力分析§2.4滲透力與滲透透變形滲透力-受力分析滲透力-受力分析R=L-wh土骨架受力分分析：有效重量：W=L總滲透力：J=Lj濾網(wǎng)的反力：：R孔隙水受力分分析：水壓力：P1=whwP2=wh1總滲透力：J=J水重+浮力反力：Ww=Vvw+Vsw=Lw孔隙水受力平平衡j=wi土骨架受力平平衡滲透力的性質(zhì)質(zhì)物理意義：單單位土體內(nèi)土土骨架所受到到的滲透水流流的拖曳力，，它是一種體體積力大?。簀=wi方向：與水力力坡降方向一一致作用對象：土土骨架§2.4滲透力與滲透透變形§2.4滲透力與滲透透變形土工建筑物及及地基由于滲滲流作用而出出現(xiàn)的變形或或破壞稱為滲滲透變形或滲滲透破壞。滲滲透變形是土土工建筑物發(fā)發(fā)生破壞的常常見類型基本類型：管涌流土接觸流土接觸沖刷滲透變形單一土層滲透透變形的兩種種基本型式§2.4滲透力與滲透透變形滲透變形-流土流土：在向上的滲透作用下下，表層局部部范圍內(nèi)的土土體或顆粒群群同時發(fā)生懸懸浮、移動的的現(xiàn)象。任何何類型的土，，只要水力坡坡降達到一定定的大小，都都可發(fā)生流土土破壞粘性土k1<<k2砂性土k2壩體滲流原因：與土的密實度有關(guān)壩體§2.4滲透力與滲透透變形滲透變形–管涌原因內(nèi)因：有足夠夠多的粗顆粒粒形成大于細細粒直徑的孔孔隙外因：滲透力力足夠大在滲流作用下下，一定級配配的無粘性土土中的細小顆顆粒，通過較較大顆粒所形形成的孔隙發(fā)發(fā)生移動，最最終在土中形形成與地表貫貫通的管道滲流過程演示1.在滲透水流作作用下，細顆顆粒在粗顆粒粒形成的孔隙隙中移動流失失2.孔隙隙不不斷斷擴擴大大，，滲滲流流速速度度不不斷斷增增加加，，較較粗粗顆顆粒粒也也相相繼繼被被水水帶帶走走3.形成成貫貫穿穿的的滲滲流流通通道道，，造造成成土土體體塌塌陷陷§2.4滲透透力力與與滲滲透透變變形形流土土與與管管涌涌的的比比較較流土土土體體局局部部范范圍圍的的顆顆粒粒同同時時發(fā)發(fā)生生移移動動管涌涌只發(fā)發(fā)生生在在水水流流滲滲出出的的表表層層只要要滲滲透透力力足足夠夠大大，，可可發(fā)發(fā)生生在在任任何何土土中中破壞壞過過程程短短導致致下下游游坡坡面面產(chǎn)產(chǎn)生生局局部部滑滑動動等等現(xiàn)象象位置置土類類歷時時后果果土體體內(nèi)內(nèi)細細顆顆粒粒通通過過粗粗粒粒形形成成的的孔孔隙隙通通道道移移動動可發(fā)發(fā)生生于于土土體體內(nèi)內(nèi)部部和和滲滲流流溢溢出出處處一般般發(fā)發(fā)生生在在特特定定級級配配的的無無粘粘性性土土或或分分散散性性粘粘土土破壞壞過過程程相相對對較較長長導致致結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)發(fā)生生塌塌陷陷或或潰潰口口§2.4滲透透力力與與滲滲透透變變形形Fs:安全全系系數(shù)數(shù)1.5~2.0[i]:允許許坡坡降降i<icr:土體體處處于于穩(wěn)穩(wěn)定定狀狀態(tài)態(tài)i=icr:土體體處處于于臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)i>icr:土體體發(fā)發(fā)生生流流土土破破壞壞工程程設設計計：：流土土可可能能性性的的判判別別在自自下下而而上上的的滲滲流流逸逸出出處處，，任任何何土土，，包包括括粘粘性性土土和和無無粘粘性性土土，，只只要要滿滿足足滲滲透透坡坡降降大大于于臨臨界界水水力力坡坡降降這這一一水水力力條條件件，，均均要要發(fā)發(fā)生生流流土土：：§2.4滲透透力力與與滲滲透透變變形形土是是否否會會發(fā)發(fā)生生管管涌涌，，取取決決于于土土的的性性質(zhì)質(zhì)：：粘性性土土（（分分散散性性土土例例外外））屬屬于于非非管管涌涌土土無粘粘性性土土中中發(fā)發(fā)生生管管涌涌必必須須具具備備相相應應的的幾何何條條件件和水力力條條件件管涌涌可可能能性性的的判判別別§2.4滲透透力力與與滲滲透透變變形形較均均勻勻土土（Cu10））幾何何條條件件水力力條條件件無粘粘性性土土管管涌涌的的判判別別級配配孔隙隙及及細細粒粒判定定非管管涌涌土土粗顆顆粒粒形形成成的的孔隙隙小小于于細細顆顆粒粒不均均勻土土（Cu>10）不連連續(xù)續(xù)連續(xù)續(xù)D0=0.25d20細粒粒含含量量>35%細粒粒含含量量<25%細粒粒含含量量=25-35%D0<d3D0>d5D0=d3-d5管涌涌土土過渡渡型型土土非管管涌涌土土非管管涌涌土土管涌涌土土過渡渡型型土土P(%)lgd骨架架充填填料料發(fā)生生管管涌涌的的必要要條條件件：：粗顆顆粒粒所所構(gòu)構(gòu)成成的的孔孔隙隙直直徑徑大大于于細細顆顆粒粒直直徑徑§2.4滲透透力力與與滲滲透透變變形形幾何何條條件件水力力條條件件無粘粘性性土土管管涌涌的的判判別別滲透透力力能能夠夠帶帶動動細細顆顆粒粒在在孔孔隙隙間間滾滾動動或或移移動動。?？煽捎糜霉芄苡坑颗R界界水水力力坡坡降降表示示051015202530351.51.00.50icrCu流土土過渡渡管涌涌水力坡降級配連續(xù)土級配不連續(xù)土破壞坡降icr0.20-0.400.1-0.3允許坡降[i]0.15-0.250.1-0.2伊斯斯托托敏敏娜娜（（蘇蘇））中國國學學者者Cu>20時,icr=0.25-0.30，考慮慮安安全全系系數(shù)數(shù)后后：：[i]=0.10-0.15透水層不透水層防滲體壩體浸潤線滲透透變變形形的的防防治治措措施施減小小i：上上游游延延長長滲滲徑徑下游游減減小小水水壓壓增大大[i]：下游游增增加加透透水水蓋蓋重重§2.4滲透力力與滲滲透變變形改善幾幾何條條件：：設反反濾層層等改善水水力條條件：：減小小滲透透坡降降防治流流土防治管管涌§2.1概述§2.2土的滲滲透性性與滲滲透規(guī)規(guī)律§2.3平面滲滲流與與流網(wǎng)網(wǎng)§2.4滲透力力與滲滲透變變形第二章章：土土的滲滲透性性和滲滲流問問題小結(jié)結(jié)§2.4滲透力力與滲滲透變變形工程實實例滲流問問題土的滲滲透性性及滲滲透規(guī)規(guī)律二維滲滲流及及流網(wǎng)網(wǎng)滲透力力與滲滲透變變形滲流中中的水水頭與與水力力坡降降滲透試試驗與與達西西定律律滲透系系數(shù)的的測定定及影影響因因素層狀地地基的的等效效滲透透系數(shù)數(shù)平面滲滲流的的基本本方程程及求求解流網(wǎng)的的繪