第15章滲流（seepageflow）第15章滲流（seepageflow）水性：間隙流動(dòng)；毛細(xì)水，重力水土性：1）均質(zhì)巖土：各向同性，各向異性

2）非均質(zhì)巖土一、滲流模型概念(1)概念:

忽略全部土壤顆粒的體積,認(rèn)為地下水的流動(dòng)是連續(xù)地充滿整個(gè)滲流場空間。(2)滲流模型的條件與實(shí)際滲流保持相同的邊界條件、相同的滲流流量和相同的水頭損失(3)滲流模型的特點(diǎn)滲流模型流速的特點(diǎn)：u<u’b)可引用前述水力學(xué)概念、方法

L

H二、滲流基本定律達(dá)西實(shí)驗(yàn)

恒定均勻滲流＝J—平均水力坡度

HL(3)達(dá)西定律的適用范圍恒定均勻?qū)恿鳠o滲透變形v

=kJ式中:J—滲透坡降（seepageslope）；

k—土壤的滲透系數(shù)（2）達(dá)西定律(3)確定方法：

1）簡單查表：15－12）實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)

3）現(xiàn)場試驗(yàn)

4）經(jīng)驗(yàn)公式（1）影響因素：土質(zhì)，巖性（2）單位：cm/s,m/d三、滲流系數(shù)coefficientofpermeability四、無壓均勻滲流v=k

i

q=k

i

h00i＞NNh0無k-

k線五、無壓漸變滲流1.杜比公式式中:

H—測壓管水頭dsdHk-=vJdsdH=-—漸變流滲透坡降dsdHk-=udsdHk-=v2.滲流流速沿?cái)嗝娣植继攸c(diǎn)1122sv2v1v≠f(y),v=f(s)4.漸變滲流浸潤曲線1)基本方程：

dsdHk-=v＝k(i-dh/ds)

Q＝Ak(i-dh/ds)

0i＞NN1122sh=h/h0

0i＞NNab2)漸變滲流浸潤曲線hi>0時(shí))11g3.2(12120l--+-=hhhihs1122sh=h/h0

i=0i=0時(shí))(22221hhskq-=12xh1h2i<0i<0時(shí)：)'1'1g3.2''(''12120lhhhh+++=－ihs1122s式中:'0h—虛擬的底坡為i′時(shí)，相應(yīng)的均勻滲流水深η′'0=h/h,i′=|i|例題1.集水廊道的滲流計(jì)算

五、集水廊道和井)(222hHLkq-=22x2qkhz+=集水廊道的浸潤線方程：單邊產(chǎn)水量公式：i=0時(shí))(22221hhxkq-=xLzhHq2.井的滲流計(jì)算無壓井—在無壓含水層內(nèi)有壓井—井底深入到承壓含水層內(nèi)(1)井的分類完全井—井底落在不透水層上非完全井—井底未落在不透水層上2.井的滲流計(jì)算(1)井的分類

無壓不完全井(潛水井)

無壓完全井(潛水井)

有壓不完全井(自流井)

有壓完全井(自流井)（2）無壓完全井R—井的影響半徑S—井的水位降深zshrRHr0022lnQrrπkhz+=井的浸潤線方程：r0,h－井的半徑和井中水深

r－距井中心的半徑

z－距井中心

r

處地下水深(2)無壓完全井出水量:

)/ln(π022rRhHkQ-=

H—無壓含水層水深,h—井中水深

r0—井的半徑,R—井的影響半徑

單位：m,s

經(jīng)驗(yàn)公式：

（3）有壓完全井hStzHr

（3）有壓完全井

浸潤線：

產(chǎn)水量：3.井群與基坑排水o基坑基坑(1)井群基本原理o基坑基坑勢流疊加原理無壓單井流速勢：Φi＝(1/2)kzi2022lnQrrπkhz+=勢流疊加原理井群流速勢：Φ＝∑Φi22[lnR-Q0n1πkHz-=Ln(r1.r2.r3…rn)]無壓井群浸潤線：無壓井群產(chǎn)水量：(3)基坑排水(井群)o基坑基坑基坑基坑例1:

透水層厚a=4m,寬500m,長L=2000m，前一半為細(xì)沙，k1=0.001cm/s；后一半為中沙,k2=0.01cm/s；水位差z=30m。

水庫池塘K1K2zL/2L/2a水庫池塘K1K2zL/2L/2a試求：水庫向池塘的滲流流量Q。解:

設(shè)滲透流速分別v1和v2,水頭損失hw1和hw2由連續(xù)方程:

v1=v2=v(1)由能量方程:

hw1+hw2=hw=z(2)K1K2zL/2L/2alhwkkJv==由達(dá)西定律:得kvlhw=kvlkvlhw12111==故(3)kvlkvlhw2222==2K1K2zL/2L/2a)11(221kklzv+=\)(221zkvkvl=+

由Q=vA,代入?yún)?shù)解得：滲流流量：Q=5.45×10-4m3/sK1K2zL/2L/2a例2

無壓完全井,含水層厚度H=8.0m,r0=10cm,抽水恒定。井中水深h0=2.0m,滲透系數(shù)k=0.001cm/s,影響半徑R=200m.求出水流量Q。用完全無壓井的計(jì)算公式解:sl/25.0=rRhHkQlg)(364.1002-=24.流網(wǎng)簡介

(1)流網(wǎng)的構(gòu)成ψ=常數(shù)—流線

φ=常數(shù)—等勢線等勢線與流線構(gòu)成流網(wǎng)(2)流網(wǎng)的特征等勢線與流線正交Δφ=Δψ構(gòu)成正交方格Δψ=兩條流線間單寬流量Oyx流線等勢線12345678NH1HH2hNM△suu=kH/(nS)q=kH(m/n)pN/γ=kH1+hN-(i-1)H/nm-流線條數(shù),n–等勢線條數(shù)q-單寬流量,i–等勢線號數(shù)

(3)流網(wǎng)在滲流的應(yīng)用u=kH/(nS)q=kH(m/n)n–等勢線條數(shù)m-流線條數(shù)12345678NH1HH2h