土力学-第4章 土体的渗透性及饱和土的渗流固结理论
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4·4饱和土体的渗流固结理论 太沙基一维固结理论
力 pc
5.3地基的最终变形计算 概述 1)定义： 地基的最终沉降量是指地基土层在附
加应力 σz作用下，达到压缩稳定时地基表面
的沉降量。
2)计算方法： 分层法和规范法
一、单向压缩分层总和法
1、 计算原理
将地基在受压层Zn范围中分为
h 1,h 2,h 3…h n 等若干水平层，
分别计算每层土的压缩量 S1,S2,S3….Sn ,而后叠加。 S=S1+S2+S3…Sn
问题：压缩模量与变形模量的区别与联系 侧限条件与侧向自由条件 理论上E0=? Es
5.2.4土的回弹再压缩曲线与应力历史
? 土的回弹曲线和再压缩曲线 (p98) ? 三种曲线：压缩曲线、回弹曲线、 和再压缩曲线。
应力历史对土的压缩性的影响
先期固结压力： 天然土层在历史上所经受过的最大有效固结压力（pc）。
故 H1 A ? (H1 ? S) A 1 ? e1 1 ? e2
压缩后 Vs2
?
(H1 ? S)A 1? e2
即
e2
?
e1
?
S (1? e1 ) H1
压缩曲线
（ a) e-p 曲线 ; （ b) e-lgp 曲线
压缩定律
tan? = e1 ? e2 ? ? ? e ? a，adp=-de
p2 ? p1 ? p a为压缩系数（割线斜率） 1.a与p1位置相关 2.a与? p大小相关
V1
(VS1 ? Vv1)
土的固体颗粒垂直变形很小，可忽略不计，可视 Vv1 ? Vv2
则有 ? H ? ? e ? e1 ? e2 H1 1? e1 1? e1
? e ? 孔隙比的变化，? e ? e1 ? e2 e1 ? 压缩前土样的孔隙比；
5.3地基的最终变形计算 概述 1)定义： 地基的最终沉降量是指地基土层在附
加应力 σz作用下，达到压缩稳定时地基表面
的沉降量。
2)计算方法： 分层法和规范法
一、单向压缩分层总和法
1、 计算原理
将地基在受压层Zn范围中分为
h 1,h 2,h 3…h n 等若干水平层，
分别计算每层土的压缩量 S1,S2,S3….Sn ,而后叠加。 S=S1+S2+S3…Sn
问题：压缩模量与变形模量的区别与联系 侧限条件与侧向自由条件 理论上E0=? Es
5.2.4土的回弹再压缩曲线与应力历史
? 土的回弹曲线和再压缩曲线 (p98) ? 三种曲线：压缩曲线、回弹曲线、 和再压缩曲线。
应力历史对土的压缩性的影响
先期固结压力： 天然土层在历史上所经受过的最大有效固结压力（pc）。
故 H1 A ? (H1 ? S) A 1 ? e1 1 ? e2
压缩后 Vs2
?
(H1 ? S)A 1? e2
即
e2
?
e1
?
S (1? e1 ) H1
压缩曲线
（ a) e-p 曲线 ; （ b) e-lgp 曲线
压缩定律
tan? = e1 ? e2 ? ? ? e ? a，adp=-de
p2 ? p1 ? p a为压缩系数（割线斜率） 1.a与p1位置相关 2.a与? p大小相关
V1
(VS1 ? Vv1)
土的固体颗粒垂直变形很小，可忽略不计，可视 Vv1 ? Vv2
则有 ? H ? ? e ? e1 ? e2 H1 1? e1 1? e1
? e ? 孔隙比的变化，? e ? e1 ? e2 e1 ? 压缩前土样的孔隙比；
土力学教学大纲
《土力学》课程教学大纲（本科四年制）适用范围：土木工程、建筑工程、道路与桥梁工程、城市地下空间与地下工程专业建议学时：40-48学时一、课程的性质、任务和要求本课程是土木工程、建筑工程、道路与桥梁工程、城市地下空间与地下工程等专业的一门专业基础课。
土力学的主要任务是：讲授土力学的基本原理和基本概念。
运用这些原理和概念进行地基变形计算和土压力计算等，并掌握确定地基承载力的理论和方法。
将重点放在与工程应用有密切关系的土力学基本知识和基本理论上，以提高学生的理论水平和实际应用能力。
在学习本课程之前，应学完材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构、施工技术等课程。
二、课时分配本课程一般在大学三年级上学期开设，按48学时安排教学内容，其中理论教学40学时，三、教学内容第0章绪论【教学目的和要求】学习土力学的概念、发展过程及工程问题、了解学科特点与性质、发展方向、学习内容与参考书。
【教学内容】0.1 土力学的重要性及其发展概况了解土力学的发展进程。
0.2 土力学的学科特点掌握土力学的学科特点。
0.3 与土有关的工程问题了解与土有关的变形、强度和渗透问题。
0.4 土力学学习的重点内容、基本要求和学习方法了解土力学课程重点内容。
【教学重点】土力学课程的特点，与土有关的变形、强度和渗透问题，土的特点。
【教学建议】本章建议采用讲授法和讨论法结合，在教学过程可引入和增加相关的工程资料。
第1章土的物理性质及工程分类【教学目的和要求】掌握土的形成过程，熟悉表征土的物理性质的参数，能够熟练掌握三相草图法和物理指标间的换算；了解无黏性土和黏性土的物理特征及相关测试方法；掌握建筑类规范土的分类方法。
【教学内容】1.1 土的形成掌握土的风化、搬运和沉积过程。
1.2 土的三相组成掌握土的颗粒级配曲线、了解结合水、自由水的概念。
1.3 土的结构与构造掌握土的三种结构和四种构造及其特征。
1.4 土的三相图及物理性质指标掌握三相图的绘制和意义、并能够借助三相图进行各物理性质指标的换算。
土力学第四章
施加σ1－σ3时 排水
不排水 不排水
量测 体变 孔隙水压力 孔隙水压力
4.1 土的变形特性试验方法
4.1.2 常规三轴压缩试验
z
1
1
Et
Ei
z
维持围压不变
割线变形模量
E sec
z z
切线模量
Et
d z d z
Et随应力增大而变小
v 123 泊松比3 1(1v)
SSi
4.3 地基沉降量
4.3.2 沉降计算的分层总和法
2、计算步骤 不考虑地基回弹的情形： •沉降量从原基底算起； •适用于基础底面积小，埋深浅，施工快。
考虑地基回弹的情形： •沉降量从回弹后的基底算起； •基础底面大，埋深大，施工期长。
4.3.2 沉降计算的分层总和法
2、计算步骤——不考虑回弹
⑤ 直线BC即为原位压缩曲线。
4.3 地基沉降量
Sd ：初始瞬时沉降
t
Sc：主固结沉降
S
Ss: 次固结沉降
SSdScSs
4.3 地基沉降量
4.3.1 一维压缩基本课题
p
H/2
H sz 2
H/2
σ sz
σz=p H
压缩前
侧限条件 压缩后
p1 sz
e1
p2 sz z
e2
1 2 1
4.1 土的变形特性试验方法
4.1.2 常规三轴压缩试验
z p 侧限压缩试验
常规三轴试验
z
E Es 1 2 2
1
4.1 土的变形特性试验方法
4.1.3 土的变形特点和本构关系
土的主要变形特征： 非线性 弹塑性 剪胀（缩）性 压硬性 时间效应
土力学-第四章-概述 土的压缩性测试方法 张丙印
t
s
s3
s2
s1
t
§4.2 土的压缩性测试方法 – 压缩试验
智者乐水 仁者乐山
压缩曲线及特点
• 侧限变形（压缩）模量：
加载：
Es
Δσ z Δεz
卸载和重加载：
Ee
Δσz Δεz
非线性 弹塑性
土的一般化的压缩曲线
z= p
1 Ee 1 Es
e
z
( e )
侧限压缩试验
18
§4.2 土的压缩性测试方法 – 三轴试验
常规三轴：
• 存在破坏应力
侧限压缩试验：
• 不存在破坏应力 • 存在体积压缩极限
z=p
侧限压 缩试验
常规三 轴试验
e
z
( e )
常规三轴与侧限压缩试验
22
§4.2 土的压缩性测试方法
智者乐水 仁者乐山
变形模量 Et 与侧限变形模量 Es间的关系
虎 εz
σz Et
νt Et
σx σy
克 定 律
墨西哥某宫殿
左部：1709年 右部：1622年 地基：20多米厚粘土
问题： 沉降2.2米，且左右 两部分存在明显的 沉降差。左侧建筑 物于1969年加固
智者乐水 仁者乐山
工程实例
6
§4.1 概述
智者乐水 仁者乐山
墨西哥城的一幢建筑， 可清晰地看见其发生的 沉降及不均匀沉降。该 地的土层为深厚的湖相 沉积层，土的天然含水 量高达 650 ％，液限 500% ，塑性指数 350 ， 孔隙比为 15 ，具有极 高的压缩性。
《土力学1》之第四章
土的压缩性与地基沉降计算
张丙印
清华大学土木水利学院 岩土工程研究所
土力学-第4章 土体的渗透性及饱和土的渗流固结理论
2
渗透系数的影响因素
§4.1 土体的渗透性
土的性质 • 粒径大小及级配 • 孔隙比 • 矿物成分
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是单位土体中孔隙体积的直接 度量
对于砂性土，常建立孔隙比e 与渗透系数k之间的关系，如：
• 结构
水的性质
k f ( e2 ) e2 k f( ) 1 e e3 k f( ) 1 e
t=t1
h1
量测变量: h，t 适用土类：透水性较小 的黏性土
Q A
h2
t=t2
土样
L
水头 测管
开关
a
室内试验方法-变水头试验法
§4.1 土体的渗透性
在tt+dt时段内：
• 入流量： dQr= - adh • 出流量： dQc=kiAdt=k (h/L)Adt
• 连续性条件： dQr =dQc h1 h dh
室内试验方法-变水头试验法
§4.1 土体的渗透性
常水头试验
变水头试验
Δh变化
a ， A， L Δh，t
k aL h ln 1 At h2
条件
已知 测定 公式 取值 适用
Δh=const
Δh，A，L V， t
VL k Aht
重复试验后，取均值 粗粒土
不同时段试验，取均值
黏性土
室内试验方法–小结
渗透系数的影响因素
§4.1 土体的渗透性
土的性质 • 粒径大小及级配 • 孔隙比 • 矿物成分
对黏性土，影响颗粒的表面力 不同黏土矿物之间渗透系数相差 极大，其渗透性大小的次序为高
• 结构
水的性质
岭石>伊利石>蒙脱石 ；当黏土 中含有可交换的钠离子越多时， 其渗透性将越低 塑性指数Ip综合反映土的颗粒大 小和矿物成份，常是渗透系数的 参数
土力学课件土的渗透性和渗流共112页文档
END
土力学课件土的渗透性和渗流
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无ห้องสมุดไป่ตู้而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
土的渗透性及土的有效应力原理.ppt
U (t) 1
1
2H
udz
2Hp 0
2H
U (z,t)dz
2H ( p u) dz
0
0 p
1
1
2H
udz U (t)
2H
2H
2Hp 0
U
1 2
m0
1 M2
exp(M 2Tv )
U
1
8
2
exp( 2
4
Tv )
(U (t) 30%)
• 适用范围
a. 双面排水
2H
b. 单面排水且附加应力 沿深度均匀分布
四、饱和粘土的渗透固结理论
在土粒静水或缓慢流水环境中沉积，并经化学作用 形成的粘性土或粉土。
consolidate
压缩
渗透
固结
饱和粘土：渗透性差，变形持续时间长。
t
砂土
饱和粘土
S
1. Terzaghi一维（单向）固结理论
• 固结模型 孔隙 孔隙水
土骨架
• 固结过程
p
u
t0
u p
0
p
u
t0
0u p 0 p
h
h1
b-b
h2
i w
a-a
a
z
b-b截面 b 0
a-a截面 a wh1 sath2 ua w (h1 h2 h)
a a ua h2 wh ( i w)h 2
b-b
i w
a-a
z
a
i
a
i w 0 a 0
ic
w
临界水力梯度
i w 渗透力
（1）影响因素
• 土颗粒的粒径、级配和矿物成分 • 孔隙比或孔隙率 • 土的结构和构造 • 土的饱和度 • 水的动力粘滞度
土力学系列土的渗透性和渗流PPT课件
第23页/共47页
流入和流出相等：
adh= k(h/L)Adt
即 dt aLdh kAh
整理并积分得
由此求得渗透系数：
第24页/共47页
2021/6/9
变水头渗透试验装置
第25页/共47页
3.现场抽水试验
▪ 粗颗粒土或成层的土，室内试验时不易取得原状土样； ▪ 小土样不能反映天然土层的结构性。
第3页/共47页
图3-1 渗流模型
渗流模型基本假定：
➢ 不考虑渗流路径的迂回曲折，只分析它的主要流向； ➢ 认为孔隙和土粒所占的空间之总和均为渗流所充满。
第4页/共47页
➢ 同一过水断面，渗流模型的流量等于真实渗流的流量； ➢ 任一界面上，渗流模型的压力与真实渗流的压力相等； ➢ 相同体积内，渗流模型所受阻力与真实渗流相等。
图3-1 渗流模型
第5页/共47页
1.渗流速度 断面面积为A，通过的渗透流流量为q，则平均流速为：
v=q/A
真实渗流仅发生在孔隙面积A内，因此真实流速为：
于是
v0=q/A
v/v0=A/A=n
“模型的平均流速要小于真实流速”
第6页/共47页
2.水头
能 量 是 用 水 头 来 表 示 ， Bernoulli’s Equation：
图3-12 流土示意图
第42页/共47页
▪ 比较和区别: ✓ 流砂现象发生在土体表面渗流逸出处,不发生于土体内部 ✓ 管涌可以发生在渗流逸出处，也可能发生在土体内部
第43页/共47页
例3-4：
（1）由渗透力计算公式得j=wi 而 故
第44页/共47页
（2） 由 可得
即 发生流土现象。
而
第45页/共47页
流入和流出相等：
adh= k(h/L)Adt
即 dt aLdh kAh
整理并积分得
由此求得渗透系数：
第24页/共47页
2021/6/9
变水头渗透试验装置
第25页/共47页
3.现场抽水试验
▪ 粗颗粒土或成层的土，室内试验时不易取得原状土样； ▪ 小土样不能反映天然土层的结构性。
第3页/共47页
图3-1 渗流模型
渗流模型基本假定：
➢ 不考虑渗流路径的迂回曲折，只分析它的主要流向； ➢ 认为孔隙和土粒所占的空间之总和均为渗流所充满。
第4页/共47页
➢ 同一过水断面，渗流模型的流量等于真实渗流的流量； ➢ 任一界面上，渗流模型的压力与真实渗流的压力相等； ➢ 相同体积内，渗流模型所受阻力与真实渗流相等。
图3-1 渗流模型
第5页/共47页
1.渗流速度 断面面积为A，通过的渗透流流量为q，则平均流速为：
v=q/A
真实渗流仅发生在孔隙面积A内，因此真实流速为：
于是
v0=q/A
v/v0=A/A=n
“模型的平均流速要小于真实流速”
第6页/共47页
2.水头
能 量 是 用 水 头 来 表 示 ， Bernoulli’s Equation：
图3-12 流土示意图
第42页/共47页
▪ 比较和区别: ✓ 流砂现象发生在土体表面渗流逸出处,不发生于土体内部 ✓ 管涌可以发生在渗流逸出处，也可能发生在土体内部
第43页/共47页
例3-4：
（1）由渗透力计算公式得j=wi 而 故
第44页/共47页
（2） 由 可得
即 发生流土现象。
而
第45页/共47页
土的渗透性及渗流PPT课件
t1
k A Δh1 Δ h
dt aL dh kA h
k
aL A ( t2
l nΔ h1 t1) Δ h2
k
2.3
aL A(t2 -
t1
lgΔh1 ) Δh2
结果整理:
(3-12b)
选择几组Δh1, Δh2, t ，计算相应的k，取平均值
t t+ Δt
§3 土的渗透性及渗 §3.2土的渗透性 流3.2.3渗透试验及渗透系 数1.室内渗透试验测定渗透系数
q kxiH
k x
1 H
kiHi
垂直渗流情形
q1 q2 ... q;
Δh hi;H Hi
H1, H2 ...;k1,k 2 ...
h v kzi kz H
kz
H
Hi ki
§3 土的渗透性及渗 §3.2土的渗透性 3.2.3渗透试验及渗透系
流５. 成层土的等效渗透系数
§3.1 概述
渗透性研究主要有以下三方面:
渗流量问题 渗透破坏问题 渗流控制问题
防渗墙
防渗墙射水法施工
防渗墙
§3.2 土的渗透性
3.2.1 渗流基本概
念
一．渗流中的水头
(伯努力定理1738)
板桩墙
基坑
透水层 不透水层
A B
L
§3.2 土的渗透性 3.2.1 渗流基本概念
总水头－单位质量水体所具有的能量
H3
不透水层
§3 土的渗透性及渗 §3.2土的渗透性 3.2.3渗透试验及渗透系
流５. 成层土的等效渗透系数
数
竖直渗流:
条件: qi q
土力学-第四章-饱和土体的渗流固结理论1 张丙印
一维渗流固结理论
6
§4.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维固结理论
智者乐水 仁者乐山
实践背景：大面积均布荷载
p
侧限状态的简化模型
p
饱和 压缩层
不透水 岩层
σz=p
K0 p
p K0 p
不变形 的钢筒
处于侧限状态，渗流和土体的变
形只沿竖向发生
Terzaghi一维渗流固结模型
7
§4.5 饱和土体的渗流固结理论 - 一维固结理论
世界最大人工岛
智者乐水 仁者乐山
日本关西国际机场
2
§4.5 饱和土体的渗流固结理论
智者乐水 仁者乐山
设计预测沉降： 5.7－7.5 m
完工实际沉降： 8.1 m，5cm/月 (1990年)
预测主固结完成： 20年后
比设计超填：
3.0 m
测点
日期 1
2
3
5
7
8 10 11 12 15 16 17 平均
第四章：土的压缩性与地基沉降计算
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5
概述 土的压缩性测试方法 一维压缩性及其指标 地基的最终沉降量计算 饱和土体的渗流固结理论
§4.5 饱和土体的渗流固结理论
• 1986年：开工 • 1990年：人工岛完成 • 1994年：机场运营 • 面积：4370m×1250m • 填筑量：180×106m3 • 平均厚度：33m • 地基：15-21m厚粘土 • 问题：沉降大，不均匀
智者乐水 仁者乐山
u t
k
1 e1
wa
2u z2
u t
Cv
2u z2
固结系数:
Cv
k(1 e1 )
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q v k i A
达西定律：在层流状态的渗流中，渗透速度v与水力坡降i 的一次方成正比，并与土的性质有关 渗透系数k: 反映土的透水性能的比例系数，其物理意义为 水力坡降i＝1时的渗流速度，单位： cm/s, m/s, m/day 渗透速度 v ：土体试样全断面的平均渗流速度，也称假想 渗流速度
渗透系数的测定方法
§4.1 土体的渗透性
试验条件: Δh，A，L=const 量测变量: 体积V，t
V=Qt=vAt v=ki
i=Δh/L
VL k Aht
h
土样
L Q V
A
适用土类：透水性较大的砂性土
室内试验方法-常水头试验法
§4.1 土体的渗透性
试验条件:Δh变化 A，a，L=const
0.5
0 0
达西定律 适用范围
0.5
1.0
1.5
3.0 3.5 流速 (m/h)
Re
v d 10
Re＜5时层流 Re ＞200时紊流 200＞ Re ＞5时为过渡区
达西定律的适用范围
§4.1 土体的渗透性
室内试验方法 野外试验方法
• 常水头试验法
• 变水头试验法
• 井孔抽水试验
• 井孔注水试验
§4.1 土体的渗透性
土的渗透性与渗透规律
渗流的驱动能量 反映渗流特点的定律 土的渗透性
水头与水力坡降 土的渗透试验与
达西定律
渗透系数的测定
及影响因素
层状地基的等效
渗透系数
地基的渗透系数
§4.1 土体的渗透性
uB γw
B
位置水头：到基准面的竖直距离， 代表单位重量的液体从基准面算起 所具有的位置势能
u 0 p a
uA γw
压力水头：水压力所能引起的自由 水面的升高，表示单位重量液体所 具有的压力势能 测管水头：测管水面到基准面的垂 直距离，等于位置水头和压力水头 之和，表示单位重量液体的总势能
在静止液体中各点的测管水头相等
zB
0
静水 A zA
0 基准面
位置、压力和测管水头
§4.1 土体的渗透性
v v vs n
其中，vs为实际平均流速，孔隙断面的平均流速
达西定律
§4.1 土体的渗透性
水 3.0 力 1.5 适用条件：层流（线性流动）坡 降 1.0
岩土工程中的绝大多数渗流 问题，包括砂土或一般黏土， 均属层流范围 在粗粒土孔隙中，水流形态 可能会随流速增大呈紊流状 态，渗流不再服从达西定律。 可用雷诺数进行判断 ：
总能量：
z
0
u 1 2 E mgz mg mv γw 2
单位重量水流的能量：
u v2 h z γw 2 g 称为总水头，是水流动 的驱动力
水流动的驱动力 - 水头
§4.1 土体的渗透性
板桩墙
A
基坑
B L
透水层 不透水层
渗流为水体的流动，应满 足液体流动的三大基本方 程：连续性方程、能量方 程、动量方程
室内试验方法-变水头试验法
§4.1 土体的渗透性
常水头试验
变水头试验
Δh变化
a ， A， L Δh，t
k aL h ln 1 At h2
条件
已知 测定 公式 取值 适用
Δh=const
Δh，A，L V， t
VL k Aht
重复试验后，取均值 粗粒土
不同时段试验，取均值
黏性土
室内试验方法–小结
t=t1
h1
量测变量: h，t 适用土类：透水性较小 的黏性土
Q A
h2
t=t2
土样
L
水头 测管
开关
a
室内试验方法-变水头试验法
§4.1 土体的渗透性
在tt+dt时段内：
• 入流量： dQr= - adh • 出流量： dQc=kiAdt=k (h/L)Adt
• 连续性条件： dQr =dQc h1 h dh
水往低处流
位置：使水流从位置势能 高处流向位置势能低处
速度v
流速：水具有的动能
水往高处“跑”
压力u
压力：水所具有的压力势能 也可使水流发生流动
水流动的驱动力
§4.1 土体的渗透性
位置势能：
u γw
质量 m 压力 u 流速 v 0 基准面
mgz
mg u γw
压力势能： 动能：
1 2 mv 2
t=t1
t t+dt
-adh =k (h/L)Adt
t2
t1
aL h2 dh dt kA h1 h
aL dh dt kA h aL h1 t ln kA h2
h2
t=t2
Q A
土样
L
水头 测管
开关
aL h1 k ln At h2
选择几组量测结果 ，计算相应的k，取平均值
§4.1 土体的渗透性
土的性质 • 粒径大小及级配 • 孔隙比 • 矿物成分
是土中孔隙直径大小的主要影 响因素 因由粗颗粒形成的大孔隙可被 细颗粒充填，故土体孔隙的大 小一般由细颗粒所控制。因此， 土的渗透系数常用有效粒径d10
渗流中的水头与水力坡降
§4.1 土体的渗透性
2 v 总水头：单位重量水体所具有的能量 h z w 2g 位置水头Z：水体的位置势能（任选基准面）
u
压力水头u/w：水体的压力势能（u孔隙水压力）
流速水头V2/(2g)：水体的动能（对渗流多处于层流≈0）
渗流的总水头： h z
第4章
土的渗透性及饱和土 的渗流固结理论
§4.1 土体的渗透性
土体中的渗流
渗流
土是一种碎散的多孔介质， 其孔隙在空间互相连通。当 饱和土中的两点存在能量差 时，水就在土的孔隙中从能 量高的点向能量低的点流动
土颗粒 土中水
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
zA
L
基准面
B
hB
zB
h hA hB
• 水力坡降 i：单位渗流长度上的水头损失
h i L
§4.1 土体的渗透性
1856 年达西(Darcy)在研究城 市供水问题时进行的渗流试验
h q A L
或：
Q
h1
L
q kAi
Q
A
透水石
其中，A是试样的断面积
达西渗透试验
h2
§4.1 土体的渗透性
u
w
hA
也称测管水头，是渗流的 总驱动能，渗流总是从水 头高处流B
L
基准面
渗流问题的水头
§4.1 土体的渗透性
水力坡降
水力坡降线
•
•
uA A点总水头： hA z A w u B点总水头： h z B B B w h A
w
uA
Δh A
w
uB
• 二点总水头差：反映了 两点间水流由于摩阻力 造成的能量损失