《土力学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 土中水的运动规律

第二章土中水的运动规律 第一节水在饱和土中的流动 第二节流网及其应用 ■第三节水在非饱和士中的流动 ■本章参考书目 1教材,P39-55 2张在明,地下水与建筑基础工程,中国建筑工业出版 社,200122-70

第二章 土中水的运动规律 ◼ 第一节 水在饱和土中的流动 ◼ 第二节 流网及其应用 ◼ 第三节 水在非饱和土中的流动 ◼ 本章参考书目 1.教材，P39-55 2.张在明，地下水与建筑基础工程，中国建筑工业出版 社，2001,22-70

第一节水在饱和土中的流动 基本概念 基本定律 土的渗透系数 ■四、渗流方程 ■五、渗透变形与破坏

第一节 水在饱和土中的流动 ◼ 一、基本概念 ◼ 二、基本定律 ◼ 三、土的渗透系数 ◼ 四、渗流方程 ◼ 五、渗透变形与破坏

基本概念 地下水( groundwater):出现在已经充分饱和 了的土层和地质层组中的地下水位以下的水体 (R.A. Freeze, J.A. cherry, 1979) n或:地面下的岩土体中水位以下存在的水 ■渗流( Seepage):水在土体中的流动称为渗 流。 稳定渗流:渗流过程中土体内各点的水头不随时间 变化 ■不稳定渗流:又称瞬变流,渗流过程中水头和流量 边界条件随时间变化,造成渗流状态是时间的函数

一、基本概念 ◼ 地下水(groundwater):出现在已经充分饱和 了的土层和地质层组中的地下水位以下的水体 （R.A.Freeze,J.A.Cherry,1979） ◼ 或：地面下的岩土体中水位以下存在的水 ◼ 渗流（Seepage）：水在土体中的流动称为渗 流。 ◼ 稳定渗流：渗流过程中土体内各点的 水头不随时间 变化 ◼ 不稳定渗流：又称瞬变流，渗流过程中水头和流量 边界条件随时间变化，造成渗流状态是时间的函数

基本概念 工程中不稳定渗流问题 饱和渗流/非饱和渗流 土的固结作用造成的渗流 湿度移动 入渗分析 污染迁移分析

一、基本概念 ◼ 工程中不稳定渗流问题 ◼ 饱和渗流/非饱和渗流 ◼ 土的固结作用造成的渗流 ◼ 湿度移动 ◼ 入渗分析 ◼ 污染迁移分析

粘性土的中渗流轨迹 Flew tornal to corte onentohon fabe unit eec) ““”“ t201硬 oneata. on …- Figs.S.Effect of particle oritntation on now CIates or pockets Fis& Flow through clusters or packets, showing littl influence of fow direction

粘性土的中渗流轨迹

理想化的渗透模型 真实渗流与渗流模型 真实流速和模型平均流速 q v渗流模型的平均流速 Aq渗流流量 A过水断面面积 qn-孔隙度

理想化的渗透模型 真实渗流与渗流模型 真实流速和模型平均流速 A q v = v-渗流模型的平均流速 q-渗流流量 A-过水断面面积 n－孔隙度 nA q v0 =

、基本定律 ■伯努利方程 ■层流渗流定律一达西定律

二、基本定律 ◼ 伯努利方程 ◼ 层流渗流定律－达西定律

土体中渗流的伯努利( Bernoulli)方程 假定:水是一种非粘性、不可压缩的流体 A hB B △S 准线

◼ 土体中渗流的伯努利（Bernoulli）方程 ◼ 假定：水是一种非粘性、不可压缩的流体 基准线 A B S  A  B A z B z A h B h h

层流渗流定律一达西定律 n在完全饱和的砂土中,水在压力差作用下呈层 流运动(或渗流)时,服从线性渗透定律 达西定律 △H K K L 渗流速度 K——比例系数,称为渗透系数, cm/s或m/d; 水力坡度,为水头损失AH与 渗透路径长度L之比

◼ 层流渗流定律－达西定律 V ◼ 在完全饱和的砂土中，水在压力差作用下呈层 流运动（或渗流）时，服从线性渗透定律—— 达西定律 Ki L H v K =  = ◼ v——渗流速度； ◼ K——比例系数，称为渗透系数， cm/s或m/d； ◼ i——水力坡度，为水头损失H与 渗透路径长度L之比 I

K(i-io) io起始水力坡度

io—起始水力坡度 v i0 ( ) 0 v = K i −i i