3-1 土的渗透性

第二章土的渗透性一、名词解释渗流：水在能量差的作用下在孔隙通道中流动的现象。

渗透性：水在能量差的作用下在土孔隙通道中渗流的性能。

水力梯度：总水头差Δh 与渗流路径长度L之比,表达式为i＝Δh/L。

达西定律：在层流状态下，水在土中的渗透速度与水力梯度成正比关系，表达式为v=ki。

渗透系数：是一个表示土体渗透性强弱的指标，它等于单位水力梯度时的渗透速度，k=v/i。

渗透力：土体中的渗透水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力，它是一种体积力，表达式为F d=γw*i。

临界水力梯度：当水的渗透方向从下向上，竖直向上的渗透力等于土的浮重度时的水力梯度。

渗透破坏：土由于渗流作用而出现的破坏或变形现象，渗透破坏的两种基本类型是流砂和管涌。

二、填空题1．层流正比 2．常水头法变水头法3．流砂管涌 4．自下而上的渗透力超过土的有效重度。

三、简答题1．答案：在向上的渗透水流作用下，在渗流溢出口一定范围内，土颗粒或其集合体浮扬向上移动或涌出的现象叫流砂。

任何类型的土，只要满足水力梯度大于临界水力梯度这一水力条件，就要发生流沙现象。

防止流砂的措施主要有：（1）减小水头差，如采用井点降水措施来人工降低地下水位；（2）增加渗流路径长度，如打钢板桩、制作水泥搅拌桩、设地下连续墙和注浆挡水帷幕。

2．答案：在渗透水流作用下，土中细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动以致被水流带走，随着孔隙不断扩大，渗透速度的不断增加，较粗的颗粒也被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷的现象叫管涌。

无粘性土产生管涌的2个必要条件是：（1）几何条件，土中粗颗粒所构成的孔隙直径大于细颗粒的直径，一般不均匀系数大于10的土中才会发生管涌；（2）水力条件，渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动，即渗透水流的水力梯度超过管涌的临界水力梯度。

防止管涌现象，一般可从两个采取措施：（1）改变几何条件，如在渗流溢出部位铺设反虑层；（2）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。

第二章 土的渗透性和渗流问题第一节 概 述土是多孔介质，其孔隙在空间互相连通。

当饱和土体中两点之间存在能量差时，水就通过土体的孔隙从能量高的位置向能量低的位置流动。

水在土体孔隙中流动的现象称为渗流；土具有被水等液体透过的性质称为土的渗透性。

土的渗透性是土的重要力学性质之一。

在水利工程中，许多问题都与土的渗透性有关。

渗透问题的研究主要包括以下几个方面：1．渗流量问题。

例如对土坝坝身、坝基及渠道的渗漏水量的估算（图2－la 、b ），基坑开挖时的渗水量及排水量计算（图2－1C ），以及水井的供水量估算（图2－1d ）等。

渗流量的大小将直接关系到这些工程的经济效益。

2．渗透变形（或称渗透破坏）问题。

流经土体的水流会对土颗粒和土体施加作用力，这一作用力称为渗透力。

当渗透力过大时就会引起土颗粒或土体的移动，从而造成土工建筑物及地基产生渗透变形。

渗透变形问题直接关系到建筑物的安全，它是水工建筑物和地基发生破坏的重要原因之一。

由于渗透破坏而导致土石坝失事的数量占总失事工程数量的25%~30%。

3．渗流控制问题。

当渗流量和渗透变形不满足设计要求时，要采用工程措施加以控制，这一工作称为渗流控制。

渗流会造成水量损失而降低工程效益；会引起土体渗透变形，从而直接影响土工建筑物和地基的稳定与安全。

因此，研究土的渗透规律、对渗流进行有效的控制和利用，是水利工程及土木工程有关领域中的一个非常重要的课题。

第二节 土的渗透性一、土的渗透定律—达西定律（一）渗流中的总水头与水力坡降液体流动除了要满足连续原理外，还必须要满足液流的能量方程，即伯努里方程。

在饱和土体渗透水流的研究中，常采用水头的概念来定义水体流动中的位能和动能。

水头是指单位重量水体所具有的能量。

按照伯努里方程，液流中一点的总水头h ，可用位置水头Z 、压力水头w uγ和流速水头g v 22之和表示，即 1)-(2 22g v uz h w ++=γ 式(2—1)中各项的物理意义均代表单位重量液体所具有的各种机械能，其量纲为长度。

岩土基本渗透性参考表
1. 简介
本文档旨在提供岩土基本渗透性的参考表，以便工程设计和土
壤测试人员在评估渗透性时使用。

2. 渗透性分类
根据土壤的渗透性能力，我们将其分为三个等级：
- 高渗透性：土壤能迅速吸收和通过水分，渗透性能力非常强。

- 中度渗透性：土壤能较快地吸收和通过水分，但稍慢于高渗
透性土壤。

- 低渗透性：土壤吸收和通过水分的能力较差，渗透性能力较低。

3. 基本渗透性参考表
根据实验和研究的结果，我们整理了以下岩土基本渗透性参考表：
请注意，这只是一个基本的参考表，实际情况可能会有所不同。

在实际应用中，还需要结合具体地质和土壤条件进行综合评估。

4. 使用建议
在工程设计和土壤测试中，我们建议以下几点：
- 在岩土勘探前进行渗透性预估，并参考本表进行初步判断。

- 在实地勘探中，进行土壤取样并进行实验室测试，以确保准
确评估土壤的渗透性能力。

- 如果遇到不确定的地质和土壤条件，建议进行更详细的岩土
工程研究，以获得更准确的渗透性评估。

5. 结论
岩土基本渗透性参考表为工程设计和土壤测试人员提供了一个
参考工具，在评估土壤渗透性时起到了指导作用。

然而，需要在实
际应用中综合考虑地质和土壤条件，以获得准确的渗透性评估结果。