土力學(xué)第三章：土的滲透性和滲流課件

土力學(xué)土力學(xué)第3章土的滲透性和滲流

§3.1土的滲透性與達(dá)西定律§3.2層狀土的等效滲透系數(shù)§3.3二維滲流及應(yīng)用§3.4滲透力與滲透破壞主要內(nèi)容第3章土的滲透性和滲流

§3.1土的滲透性與達(dá)西定律主要內(nèi)滲透滲透性土具有被水、氣等液體透過的性質(zhì)滲透特性強(qiáng)度特性變形特性非飽和土的滲透性飽和土的滲透性概述碎散性多孔介質(zhì)三相體系孔隙流體流動(dòng)能量差水、氣等在土體孔隙中流動(dòng)的現(xiàn)象土是一種碎散的多孔介質(zhì)，其孔隙在空間互相連通。當(dāng)飽和土中的兩點(diǎn)存在能量差時(shí)，水就在土的孔隙中從能量高的點(diǎn)向能量低的點(diǎn)流動(dòng)土顆粒土中水滲流滲透滲透性土具有被水、氣等液體透過的性質(zhì)滲透特性非飽和土的滲滲流量滲透變形石壩浸潤(rùn)線透水層不透水層石壩壩基壩身滲流土的滲透性及滲透規(guī)律滲流量滲透變形滲透壓力滲流滑坡二維滲流及流網(wǎng)滲透力與滲透變形水頭梯度土坡穩(wěn)定分析滲流量滲透變形石壩浸潤(rùn)線透水層不透水層石壩壩基壩身滲流土的滲不透水層板樁圍護(hù)下的基坑滲流滲透壓力滲流量滲透變形透水層基坑板樁墻透水層不透水層天然水面漏斗狀潛水面Q原地下水位滲流時(shí)地下水位渠道、河流滲流水井滲流不透水層板樁圍護(hù)下的基坑滲流滲透壓力滲流量滲透變形透水層基坑§3.1土的滲透性與達(dá)西定律

一．土的滲透性

二．達(dá)西定律三．滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素能量方程滲流速度的規(guī)律滲透特性一、土的滲透性透水層不透水層基坑ABL滲流為水體的流動(dòng)，應(yīng)滿足液體流動(dòng)的三大基本方程：連續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程§3.1土的滲透性與達(dá)西定律一．土的滲透性二．達(dá)西定

1）滲流速度

水在飽和土體中滲流時(shí)，在垂直于滲流方向取一個(gè)土體截面，該截面稱為過水截面。在時(shí)間t內(nèi)滲流通過過水截面（其面積為A)的滲流量為Q,則滲流速度為：

水在飽和土體中滲流時(shí)，其平均流速為：

（n—土體的孔隙率）1）滲流速度位置水頭：到基準(zhǔn)面的豎直距離，代表單位重量的液體從基準(zhǔn)面算起所具有的位置勢(shì)能壓力水頭：水壓力所能引起的自由水面的升高，表示單位重量液體所具有的壓力勢(shì)能測(cè)管水頭：測(cè)管水面到基準(zhǔn)面的垂直距離，等于位置水頭和壓力水頭之和，表示單位重量液體的總勢(shì)能在靜止液體中各點(diǎn)的測(cè)管水頭相等zA00ABu0pazB基準(zhǔn)面靜水2）水力坡降

位置水頭：到基準(zhǔn)面的豎直距離，代表單位重量的液體從基準(zhǔn)面算起

2）水力坡降

水在任意一點(diǎn)的總水頭：?jiǎn)挝恢亓克w所具有的能量

滲流的速度很小，忽略不計(jì)，則總水頭：在單位流程中水頭損失的多少表征水在土中滲流的推動(dòng)力大小，可以用水力坡降來表示：ABLhAzA基準(zhǔn)面2）水力坡降A(chǔ)BLhAzA基準(zhǔn)面ABLh1h2zAzBΔh00基準(zhǔn)面水力坡降線總水頭－單位重量水體所具有的能量z：位置水頭u/γw：壓力水頭V2/(2g)：流速水頭≈0A點(diǎn)總水頭：B點(diǎn)總水頭：總水頭：水力坡降：水頭差：測(cè)管水頭ABLh1h2zAzBΔh00基準(zhǔn)面水力坡降線總水頭－單位重

【例3.1】滲流試驗(yàn)裝置如圖3.2，試求：

（1）土樣中

、

和3個(gè)截面的壓力水頭和總水頭；

（2）截面

至

，

至

及

至

的水頭損失；

（3）水在土樣中滲流的水力梯度。

【例3.1】滲流試驗(yàn)裝置如圖3.2，試求：

（1）土樣中[解]取截面為基準(zhǔn)面，則截面和的位置水頭和、壓力水頭和及總水頭和分別為：從截面至的水頭損失為：截面的總水頭、位置水頭和壓力水頭分別為：[解]取截面為基準(zhǔn)面，則截面和的從截面至的水頭損失及截面至的的水頭損失分別為：水在土樣中滲流的水力梯度可由，或及相應(yīng)的流程求得：土力學(xué)第三章：土的滲透性和滲流課件LAh1h2QQ透水石達(dá)西定律：在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度v與水力坡降i的一次方成正比，并與土的性質(zhì)有關(guān)滲透系數(shù)k:

反映土的透水性能的比例系數(shù)，其物理意義為水力坡降i＝1時(shí)的滲流速度，單位：cm/s,m/s,m/day滲透速度v：土體試樣全斷面的平均滲流速度，也稱假想滲流速度達(dá)西滲透試驗(yàn)1856年達(dá)西(Darcy)在研究城市供水問題時(shí)進(jìn)行的滲流試驗(yàn)LAh1h2QQ透水石達(dá)西定律：在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度二、達(dá)西定律

1）滲透試驗(yàn)和達(dá)西定律在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度v與水力坡降i的一次方成正比，并與土的性質(zhì)有關(guān)。（k—土的滲透系數(shù)，其物理意義表示單位水力坡降時(shí)的滲流速度，cm/s或m/d。）V：假想滲流速度，土體試樣全斷面的平均滲流速度Vs：實(shí)際平均滲流速度，孔隙斷面的平均滲流速度二、達(dá)西定律

【例3.2】

某土樣采用南型滲透儀在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滲透系數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)高度為，面積，試樣水頭，滲透水量為共，求該土樣的滲透系數(shù)？【解】水力梯度

滲透速度

滲透系數(shù)【例3.2】某土樣采用南型滲透儀在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滲透系數(shù)

【例3.3】土壩因壩基滲漏嚴(yán)重，擬在壩頂采用旋噴樁技術(shù)做一道沿壩軸方向的垂直防滲心墻，壩身伸到壩基下伏的不透水層中。已知壩基基地為砂土層，厚度，沿壩軸長(zhǎng)度為，旋噴樁墻體的滲透系數(shù)為，墻寬。問當(dāng)上游水位高度

，下游水位高度

時(shí)，加固后該土石壩壩基的滲流量為多少？（不考慮土壩壩身的滲流量）【解】根據(jù)土層滲透定律【例3.3】土壩因壩基滲漏嚴(yán)重，擬在壩頂采用旋噴樁技術(shù)做2）達(dá)西定律的適用范圍雷諾數(shù)Re：一種可以用來表征流體流動(dòng)情況的無量綱數(shù)，Re=pvd/u。對(duì)砂土：（1）水流速度很小時(shí)，達(dá)西定律適用（Re在1~10之間）；（2）水流速度增加到慣性力占優(yōu)勢(shì)的層流并向湍流過渡時(shí)，達(dá)西定律不再適用（Re在10~100之間）；（3）水流進(jìn)入湍流狀態(tài)，達(dá)西定律完全不再適用（Re在100以上）。

2）達(dá)西定律的適用范圍對(duì)黏性土：

在黏性土中由于土顆粒周圍存在結(jié)合水膜而使土體呈現(xiàn)一定的黏滯性。故只有當(dāng)水力梯度達(dá)到一定流值后滲流才能發(fā)生，此時(shí)達(dá)西定律可修改成：（1）粗粒土：①礫石類土中的滲流常不符合達(dá)西定律②砂土中滲透速度vcr=0.3-0.5cm/sivovcr對(duì)黏性土：在黏性土中由于土顆粒周圍存在結(jié)合水膜而使土體呈現(xiàn)一

【例3.4】某滲透試驗(yàn)裝置如圖3.5所示。砂樣

的滲透系數(shù)，砂樣的滲透系數(shù)

，砂樣斷面積。（1）若在砂樣和砂樣分界處安裝一測(cè)壓管，測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上多高？（2）滲流量是多少？【例3.4】某滲透試驗(yàn)裝置如圖3.5所示。砂樣的滲

【解】（1）從圖3.5可以看出，滲流自左邊水管流經(jīng)砂樣和砂樣后的總水頭損失。如砂樣

、砂樣各自的水頭損失分別為

、，則：

根據(jù)滲流連續(xù)原理，流經(jīng)兩砂樣的滲流速度應(yīng)相等，即。按照達(dá)西定律，，則

已知，故。代入后，可求出：

由此可知，在砂和砂分界處，測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上?！窘狻浚?）從圖3.5可以看出，滲流自左邊水管流經(jīng)砂

（2）根據(jù)=

,可得：

三、滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定方法常水頭試驗(yàn)法變水頭試驗(yàn)法井孔抽水試驗(yàn)井孔注水試驗(yàn)1.測(cè)定方法野外試驗(yàn)測(cè)定方法三、滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定方法常水頭試驗(yàn)法變室內(nèi)試驗(yàn)方法1—常水頭試驗(yàn)法結(jié)果整理試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:

Δh，A，L=const量測(cè)變量:

Q，t適用土類：透水性較大的砂性土hL土樣AVQ室內(nèi)試驗(yàn)方法1—常水頭試驗(yàn)法結(jié)果整理試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:

室內(nèi)試驗(yàn)方法2—變水頭試驗(yàn)法試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:

dh變化，

a，A，L=const量測(cè)變量:

dh

，t對(duì)于透水性較小的粘性土，應(yīng)采用變水頭試驗(yàn)法土樣At=t1h1t=t2h2LQ水頭測(cè)管開關(guān)a室內(nèi)試驗(yàn)方法2—變水頭試驗(yàn)法試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:量測(cè)理論依據(jù)：流過試樣的水流量為：

根據(jù)達(dá)西定律，有：

故有：土樣At=t1t=t2h1h2LQ水頭測(cè)管開關(guān)hdhtt+dt在tt+dt時(shí)段內(nèi)：理論依據(jù)：土樣At=t1t=t2h1h2LQ水頭開關(guān)h

【例3.5】

設(shè)變水頭試驗(yàn)時(shí)，黏土試樣的截面積為，厚度為；滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為，試驗(yàn)開始時(shí)，水位差為，經(jīng)時(shí)段，觀測(cè)的水位差為，試驗(yàn)時(shí)水溫為,試求試樣的滲透系數(shù)?！窘狻恳阎娣e，滲流長(zhǎng)度，細(xì)玻璃管的內(nèi)徑截面積。，由式可求得：即試樣的滲透系數(shù)為?！纠?.5】設(shè)變水頭試驗(yàn)時(shí)，黏土試樣的截面積為

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法－抽水試驗(yàn)和注水試驗(yàn)法優(yōu)點(diǎn)：可獲得現(xiàn)場(chǎng)較為可靠的平均滲透系數(shù)地下水位≈測(cè)壓管水面井抽水量Qr1rr2dhdrh1hh2不透水層觀察井A=2πrhi=dh/dr缺點(diǎn)：費(fèi)用較高，耗時(shí)較長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)方法：理論依據(jù)：分積現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法－抽水試驗(yàn)和注水試驗(yàn)法優(yōu)點(diǎn)：可獲得現(xiàn)場(chǎng)較為可靠

【例3.6】某完整井進(jìn)行抽水試驗(yàn)，其中一口抽水井，兩口觀測(cè)井，觀測(cè)井與抽水井距，（圖3.8），含水層厚度為，當(dāng)抽水量時(shí)，第一口觀測(cè)井降深，第二口觀測(cè)井降深。試計(jì)算土層的滲透系數(shù)?！纠?.6】某完整井進(jìn)行抽水試驗(yàn)，其中一口抽水井

【解】當(dāng)井底鉆至不透水層時(shí)稱為完整井，完整井的土層滲透系數(shù)

可由下式計(jì)算：【解】當(dāng)井底鉆至不透水層時(shí)稱為完整井，完整井的土層滲§3.2層狀土的等效滲透系數(shù)等效滲透系數(shù)確立各層的ki根據(jù)滲流方向確定等效滲流系數(shù)天然土層多呈層狀§3.2層狀土的等效滲透系數(shù)等效滲透系數(shù)確立各層的ki天然H1H2H3HΔhk1k2k3xzq1xq3xq2xL1122不透水層水平滲流條件:等效滲透系數(shù):qx=vxH=kxiHΣqix=ΣkiiiHiH1H2H3HΔhk1k2k3xzq1xq3xq2xL112

【例3.7】如圖3.10所示為一工程地質(zhì)剖面圖，圖中虛線為淺水位線。已知，，，，第①層土的滲透系數(shù)，第②層圖的滲透系數(shù)，其下為不透水層。問通過1,2之間的斷面寬度（每米）平均水平滲流量是多少？【例3.7】如圖3.10所示為一工程地質(zhì)剖面圖，

【解】從題目中可以得到計(jì)算區(qū)間的平均水力坡降為：

通過第②層土的流量：通過第①層土的平均流量：

通過兩層土的總流量：【解】從題目中可以得到計(jì)算區(qū)間的平均水力坡降為：H1H2H3HΔhk1k2k3xz垂直滲流v承壓水條件:等效滲透系數(shù):v=ki(Δhi/Hi)H1H2H3HΔhk1k2k3xz垂直滲流v承壓水條件:等效

【例3.8】不透水巖基上有水平分布的三層土，厚度均為，滲透系數(shù)分別為，，,試求等效土層的等效滲透系數(shù)和。【解】由式（3.24）得：根據(jù)式（3.30）得：【例3.8】不透水巖基上有水平分布的三層土，厚度均為水平滲流情形垂直滲流情形條件已知等效推定水平滲流情形垂直滲流情形條件已知等效推定§3.3二維滲流及應(yīng)用

Laplace方程一、二維滲流微分方程連續(xù)性條件假定：

Δhh=h(x,z),v=v(x,z)平面問題：滲流剖面和產(chǎn)生滲流的條件沿某一個(gè)方向不發(fā)生變化，則在垂直該方向的各個(gè)平面內(nèi)，滲流狀況完全一致。取單寬：

dy=1與時(shí)間無關(guān)達(dá)西定律平面滲流的基本方程

1.基本方程穩(wěn)定滲流：流場(chǎng)不隨時(shí)間發(fā)生變化的滲流§3.3二維滲流及應(yīng)用Laplace方程一、二維滲流微分連續(xù)性條件達(dá)西定律假定Laplace方程描述滲流場(chǎng)內(nèi)水頭的分布,是平面穩(wěn)定滲流的基本方程dxdzvxvzxz單位時(shí)間流入單元的水量:單位時(shí)間內(nèi)流出單元的水量:連續(xù)性條件:連續(xù)性條件達(dá)西定律假定Laplace方程描述滲流場(chǎng)內(nèi)水頭①與kx,kz無關(guān)②滿足它的是兩個(gè)共軛調(diào)合函數(shù)——?jiǎng)莺瘮?shù)和流函數(shù)特點(diǎn)描述滲流場(chǎng)內(nèi)部的測(cè)管水頭的分布，是平面穩(wěn)定滲流的基本方程式2.求解方法基本方程邊界條件解析方法適用于邊界條件簡(jiǎn)單的情況通解：兩個(gè)共軛調(diào)和函數(shù)勢(shì)函數(shù)Φ(x,z)流函數(shù)Ψ(x,z)等勢(shì)線流線邊界條件特定解流網(wǎng)法：簡(jiǎn)便快捷，具有足夠的精度，可分析較復(fù)雜斷面的滲流問題①與kx,kz無關(guān)特點(diǎn)描述滲流場(chǎng)內(nèi)部的測(cè)管水頭的分布，是二、流網(wǎng)的特征與繪制流網(wǎng)——滲流場(chǎng)中的兩族相互正交曲線——等勢(shì)線和流線所形成的網(wǎng)絡(luò)狀曲線簇。流線——水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡線。等勢(shì)線——測(cè)管水頭相同的點(diǎn)之連線。流網(wǎng)法——通過繪制流線與勢(shì)線的網(wǎng)絡(luò)狀曲線簇來求解滲流問題。基本要求1.正交性：流線與等勢(shì)線必須正交2.各個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比c應(yīng)為常數(shù)。取c=1，即為曲邊正方形3.在邊界上滿足流場(chǎng)邊界條件要求，保證解的唯一性。H△h0lsls二、流網(wǎng)的特征與繪制流網(wǎng)——滲流場(chǎng)中的兩族相互正交曲線—ABCDlsH△h00ls繪制方法根據(jù)滲流場(chǎng)的邊界條件確定邊界流線和首尾等勢(shì)線正交性曲邊正方形流線→等勢(shì)線→反復(fù)修改，調(diào)整精度較高的流網(wǎng)圖初步繪制流網(wǎng)流網(wǎng)特點(diǎn)與上下游水位變化無關(guān)Δh=const；與k無關(guān)；等勢(shì)線上各點(diǎn)測(cè)管水頭h相等；相鄰等勢(shì)線間的水頭損失相等；各流槽的滲流量相等。ABCDlsH△h00ls繪制方法根據(jù)滲流場(chǎng)的邊界條件確定邊流網(wǎng)的工程應(yīng)用

1）測(cè)管水頭：任意兩相鄰等勢(shì)線間的勢(shì)能差相等，即水頭損失相等

2）孔隙水壓力：等于該點(diǎn)以上測(cè)壓管中的水柱高度

乘以水的容重

3）水力坡降：

4）滲流速度：

5）滲透流量：流網(wǎng)的工程應(yīng)用

【例3.9】如圖3.14所示為一板樁打入透水土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深，滲透系數(shù)，板樁打入土層表面一下，板樁前后水深如圖中所示。試求：（1）圖中所示各點(diǎn)的孔隙水壓力；（2）地基的單寬滲流量。

【例3.9】如圖3.14所示為一板樁打入透水土層后形

【解】（1）根據(jù)圖3.14的流網(wǎng)可知，每一等勢(shì)線間隔的水頭降落。列表計(jì)算

各點(diǎn)的孔隙水壓力見表3.1。（2)地基的單寬滲流量：現(xiàn)有，代入得：【解】（1）根據(jù)圖3.14的流網(wǎng)可知，每一等勢(shì)線間隔的

【例3.10】

小型均質(zhì)土壩的蓄水高度為，流網(wǎng)如圖3.15所示。流網(wǎng)中水力梯度等勢(shì)線均分為條（從下游算起的等勢(shì)線編號(hào)如圖3.15所示）。土壩中的點(diǎn)處于第條等勢(shì)線上，其位置在地面以上處，試問點(diǎn)的孔隙水壓力為多少？【例3.10】小型均質(zhì)土壩的蓄水高度為，流

【解】等勢(shì)線條，，任意兩條等勢(shì)線間的水頭差為：

點(diǎn)的水頭高為：點(diǎn)的孔隙水壓力為：

【解】等勢(shì)線條，，任意兩條等勢(shì)線間的水頭

§3.4滲透力與滲透破壞滲透力：?jiǎn)挝惑w積土顆粒所受到的滲流作用力。對(duì)水土整體：流入面內(nèi)的靜水壓力為流出面內(nèi)的靜水壓力為土樣重力在流線上的分量為土樣底面所受的支承反力為截面積

A=1WW=LsatP2=whwP1=wh1R=?h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器ab土粒滲流§3.4滲透力與滲透破壞截面積

A=1WW對(duì)于土骨架：由于土骨架侵入水中，故受浮重力為總滲流力為

，方向向上土樣底面所受的支承反力為

h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abWJRP2孔隙水對(duì)于土骨架：h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abWJRh1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abRP2WwJP1P2對(duì)于水：孔隙水重力加浮力的反力之和為總滲流力為

流入面和流出面的靜水壓力為土顆粒對(duì)水的阻力作用為,大小與滲流作用相同，方向相反，

h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abRP2WwJP1P以土樣中的水為隔離體，在垂直方向上滿足力的平衡條件：=

+WWWw土水=土骨架+孔隙水JRJP1P2P1P2R以土樣中的水為隔離體，在垂直方向上滿足力的平衡條件：=滲透力的性質(zhì)物理意義：?jiǎn)挝煌馏w內(nèi)土骨架受到滲透水流的拖曳力，它是體積力。大?。悍较颍号c滲流方向一致作用對(duì)象：土骨架

【例3.11】某場(chǎng)地地下水位如圖3.18所示，已知黏土層飽和重度，砂層中承壓水頭（由砂層頂面算起)，。問砂層中有效應(yīng)力及黏土中的單位滲透力是多少？滲透力的性質(zhì)【例3.11】某場(chǎng)地地下水位如圖3.18所示，已

【解】

砂層頂面總應(yīng)力、孔隙水壓力為：

有效應(yīng)力：

【解】砂層頂面總應(yīng)力、孔隙水壓力為：h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abRP2臨界水力坡降：左端的貯水器不斷上提，則

逐漸增加，從而作用在土體中的滲透力也逐漸增大。當(dāng)

增大到某一數(shù)值，向上的滲透力克服了向下的重力時(shí)，土體就要發(fā)生浮起或受到破壞，俗稱流土。這時(shí)滲透力已超過土顆粒有效重度（浮重度）的結(jié)果。

設(shè)滲透力為：

若滲透水流自下而上作用于砂土，砂土中的有效重度為，則當(dāng)

時(shí)，砂土將被滲透力所懸浮，失去其穩(wěn)定性；當(dāng)

時(shí)，砂土將處于懸浮的臨界狀態(tài)，則得：由土的三相比例關(guān)系可知h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abRP2臨界水力坡降：

【例3.12】

某砂土試樣高度，初孔隙比，相對(duì)密度

，進(jìn)行滲透試驗(yàn)（圖3.20）.滲透水力梯度達(dá)到流土的臨界水力梯度時(shí)，總水頭差應(yīng)為多少？【解】【例3.12】某砂土試樣高度，初孔隙基本類型二、滲透變形（滲透破壞）

流土管涌土工建筑物及地基由于滲流作用而出現(xiàn)的變形或破壞形成條件防治措施基本類型二、滲透變形（滲透破壞）流土管涌土工建筑物及地基1.流土或流砂

原因：流土：在向上的滲透作用下，表層局部范圍內(nèi)的土體或顆粒群同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象。任何類型的土，只要水力坡降達(dá)到一定的大小，都可發(fā)生流土破壞粘性土k1<<k2砂性土k2壩體滲流1.流土或流砂原因：流土：在向上的滲透作用下，表層局部范形成條件Fs:

安全系數(shù)1.5～2.0[

i]:

允許坡降i<icr:i=icr:i>icr:土體處于穩(wěn)定狀態(tài)土體發(fā)生流土破壞土體處于臨界狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)判斷：若地基為比較均勻的砂層（不均勻系數(shù)

。滲透途徑不夠長(zhǎng)時(shí)，下游滲流溢出處會(huì)有

這時(shí)地表將普遍出現(xiàn)小泉眼，冒氣泡，繼而土顆粒群向上鼓起，發(fā)生浮動(dòng)、跳躍，稱為砂沸。砂沸也是流土的一種式。流砂現(xiàn)象的產(chǎn)生不僅取決于滲透力的大小，同時(shí)與土的顆粒級(jí)配、密度及透水性等條件有關(guān)。

形成條件Fs:安全系數(shù)1.5～2.0[i]:允許管涌2.管涌原因：內(nèi)因——有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒直徑的孔隙外因——滲透力足夠大

在滲流作用下，一定級(jí)配的無粘性土中的細(xì)小顆粒，通過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動(dòng)，最終在土中形成與地表貫通的管道。管涌破壞管涌2.管涌原因：內(nèi)因——有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒直徑的較均勻土（Cu10）幾何條件水力條件無粘性土管涌的判別級(jí)配孔隙及細(xì)粒判定非管涌土粗顆粒形成的孔隙小于細(xì)顆粒不均勻土（Cu>10）不連續(xù)連續(xù)d0=0.25d20細(xì)粒含量>35%細(xì)粒含量<25%細(xì)粒含量=25-35%d0<d3d0>d5d0=d3-d5管涌土過渡型土非管涌土非管涌土管涌土過渡型土P(%)lgd骨架充填料

發(fā)生管涌的必要條件：粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑大于細(xì)顆粒直徑較均勻土幾何條件無粘性土管涌的判別級(jí)配孔隙及細(xì)粒判定非管涌流土與管涌的比較

流土土體局部范圍的顆粒同時(shí)發(fā)生移動(dòng)管涌只發(fā)生在水流滲出的表層只要滲透力足夠大，可發(fā)生在任何土中破壞過程短導(dǎo)致下游坡面產(chǎn)生局部滑動(dòng)等現(xiàn)象位置土類歷時(shí)后果土體內(nèi)細(xì)顆粒通過粗粒形成的孔隙通道移動(dòng)可發(fā)生于土體內(nèi)部和滲流溢出處一般發(fā)生在特定級(jí)配的無粘性土或分散性粘土破壞過程相對(duì)較長(zhǎng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生塌陷或潰口流土與管涌的比較流土土體局部范圍的顆粒同時(shí)發(fā)生移動(dòng)管涌只發(fā)3.防治措施防治流土防治管涌（1）減小或消除水頭差，如采取基坑外的井點(diǎn)降水法降低地下水位，或采取水下挖掘；（2）增長(zhǎng)滲流路徑，如打板樁；（3）在向上滲流出口處地表用透水材料覆蓋壓重以平衡滲透力；（4）土層加固處理，如凍結(jié)法、注漿法等。（1）改變水力條件，降低水力梯度，如打板樁；（2）改變幾何條件，在滲流溢出部位鋪設(shè)反濾層來防治管涌破壞。3.防治措施防治流土防治管涌（1）減小或消除水頭差，如采

【例3.13】某基坑在細(xì)砂層中開挖，經(jīng)施工抽水，待水位穩(wěn)定后，實(shí)測(cè)水位情況如圖3.23所示。據(jù)場(chǎng)地勘測(cè)報(bào)告提供：細(xì)砂層飽和重度

，試求滲透水流的平均速度和滲透力，并判別是否會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象?！纠?.13】某基坑在細(xì)砂層中開挖，經(jīng)施工抽水，待水

【解】

細(xì)砂的有效重度：

因，故不會(huì)因基坑抽水產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。【解】土力學(xué)土力學(xué)第3章土的滲透性和滲流

§3.1土的滲透性與達(dá)西定律§3.2層狀土的等效滲透系數(shù)§3.3二維滲流及應(yīng)用§3.4滲透力與滲透破壞主要內(nèi)容第3章土的滲透性和滲流

§3.1土的滲透性與達(dá)西定律主要內(nèi)滲透滲透性土具有被水、氣等液體透過的性質(zhì)滲透特性強(qiáng)度特性變形特性非飽和土的滲透性飽和土的滲透性概述碎散性多孔介質(zhì)三相體系孔隙流體流動(dòng)能量差水、氣等在土體孔隙中流動(dòng)的現(xiàn)象土是一種碎散的多孔介質(zhì)，其孔隙在空間互相連通。當(dāng)飽和土中的兩點(diǎn)存在能量差時(shí)，水就在土的孔隙中從能量高的點(diǎn)向能量低的點(diǎn)流動(dòng)土顆粒土中水滲流滲透滲透性土具有被水、氣等液體透過的性質(zhì)滲透特性非飽和土的滲滲流量滲透變形石壩浸潤(rùn)線透水層不透水層石壩壩基壩身滲流土的滲透性及滲透規(guī)律滲流量滲透變形滲透壓力滲流滑坡二維滲流及流網(wǎng)滲透力與滲透變形水頭梯度土坡穩(wěn)定分析滲流量滲透變形石壩浸潤(rùn)線透水層不透水層石壩壩基壩身滲流土的滲不透水層板樁圍護(hù)下的基坑滲流滲透壓力滲流量滲透變形透水層基坑板樁墻透水層不透水層天然水面漏斗狀潛水面Q原地下水位滲流時(shí)地下水位渠道、河流滲流水井滲流不透水層板樁圍護(hù)下的基坑滲流滲透壓力滲流量滲透變形透水層基坑§3.1土的滲透性與達(dá)西定律

一．土的滲透性

二．達(dá)西定律三．滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素能量方程滲流速度的規(guī)律滲透特性一、土的滲透性透水層不透水層基坑ABL滲流為水體的流動(dòng)，應(yīng)滿足液體流動(dòng)的三大基本方程：連續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程§3.1土的滲透性與達(dá)西定律一．土的滲透性二．達(dá)西定

1）滲流速度

水在飽和土體中滲流時(shí)，在垂直于滲流方向取一個(gè)土體截面，該截面稱為過水截面。在時(shí)間t內(nèi)滲流通過過水截面（其面積為A)的滲流量為Q,則滲流速度為：

水在飽和土體中滲流時(shí)，其平均流速為：

（n—土體的孔隙率）1）滲流速度位置水頭：到基準(zhǔn)面的豎直距離，代表單位重量的液體從基準(zhǔn)面算起所具有的位置勢(shì)能壓力水頭：水壓力所能引起的自由水面的升高，表示單位重量液體所具有的壓力勢(shì)能測(cè)管水頭：測(cè)管水面到基準(zhǔn)面的垂直距離，等于位置水頭和壓力水頭之和，表示單位重量液體的總勢(shì)能在靜止液體中各點(diǎn)的測(cè)管水頭相等zA00ABu0pazB基準(zhǔn)面靜水2）水力坡降

位置水頭：到基準(zhǔn)面的豎直距離，代表單位重量的液體從基準(zhǔn)面算起

2）水力坡降

水在任意一點(diǎn)的總水頭：?jiǎn)挝恢亓克w所具有的能量

滲流的速度很小，忽略不計(jì)，則總水頭：在單位流程中水頭損失的多少表征水在土中滲流的推動(dòng)力大小，可以用水力坡降來表示：ABLhAzA基準(zhǔn)面2）水力坡降A(chǔ)BLhAzA基準(zhǔn)面ABLh1h2zAzBΔh00基準(zhǔn)面水力坡降線總水頭－單位重量水體所具有的能量z：位置水頭u/γw：壓力水頭V2/(2g)：流速水頭≈0A點(diǎn)總水頭：B點(diǎn)總水頭：總水頭：水力坡降：水頭差：測(cè)管水頭ABLh1h2zAzBΔh00基準(zhǔn)面水力坡降線總水頭－單位重

【例3.1】滲流試驗(yàn)裝置如圖3.2，試求：

（1）土樣中

、

和3個(gè)截面的壓力水頭和總水頭；

（2）截面

至

，

至

及

至

的水頭損失；

（3）水在土樣中滲流的水力梯度。

【例3.1】滲流試驗(yàn)裝置如圖3.2，試求：

（1）土樣中[解]取截面為基準(zhǔn)面，則截面和的位置水頭和、壓力水頭和及總水頭和分別為：從截面至的水頭損失為：截面的總水頭、位置水頭和壓力水頭分別為：[解]取截面為基準(zhǔn)面，則截面和的從截面至的水頭損失及截面至的的水頭損失分別為：水在土樣中滲流的水力梯度可由，或及相應(yīng)的流程求得：土力學(xué)第三章：土的滲透性和滲流課件LAh1h2QQ透水石達(dá)西定律：在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度v與水力坡降i的一次方成正比，并與土的性質(zhì)有關(guān)滲透系數(shù)k:

反映土的透水性能的比例系數(shù)，其物理意義為水力坡降i＝1時(shí)的滲流速度，單位：cm/s,m/s,m/day滲透速度v：土體試樣全斷面的平均滲流速度，也稱假想滲流速度達(dá)西滲透試驗(yàn)1856年達(dá)西(Darcy)在研究城市供水問題時(shí)進(jìn)行的滲流試驗(yàn)LAh1h2QQ透水石達(dá)西定律：在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度二、達(dá)西定律

1）滲透試驗(yàn)和達(dá)西定律在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度v與水力坡降i的一次方成正比，并與土的性質(zhì)有關(guān)。（k—土的滲透系數(shù)，其物理意義表示單位水力坡降時(shí)的滲流速度，cm/s或m/d。）V：假想滲流速度，土體試樣全斷面的平均滲流速度Vs：實(shí)際平均滲流速度，孔隙斷面的平均滲流速度二、達(dá)西定律

【例3.2】

某土樣采用南型滲透儀在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滲透系數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)高度為，面積，試樣水頭，滲透水量為共，求該土樣的滲透系數(shù)？【解】水力梯度

滲透速度

滲透系數(shù)【例3.2】某土樣采用南型滲透儀在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滲透系數(shù)

【例3.3】土壩因壩基滲漏嚴(yán)重，擬在壩頂采用旋噴樁技術(shù)做一道沿壩軸方向的垂直防滲心墻，壩身伸到壩基下伏的不透水層中。已知壩基基地為砂土層，厚度，沿壩軸長(zhǎng)度為，旋噴樁墻體的滲透系數(shù)為，墻寬。問當(dāng)上游水位高度

，下游水位高度

時(shí)，加固后該土石壩壩基的滲流量為多少？（不考慮土壩壩身的滲流量）【解】根據(jù)土層滲透定律【例3.3】土壩因壩基滲漏嚴(yán)重，擬在壩頂采用旋噴樁技術(shù)做2）達(dá)西定律的適用范圍雷諾數(shù)Re：一種可以用來表征流體流動(dòng)情況的無量綱數(shù)，Re=pvd/u。對(duì)砂土：（1）水流速度很小時(shí)，達(dá)西定律適用（Re在1~10之間）；（2）水流速度增加到慣性力占優(yōu)勢(shì)的層流并向湍流過渡時(shí)，達(dá)西定律不再適用（Re在10~100之間）；（3）水流進(jìn)入湍流狀態(tài)，達(dá)西定律完全不再適用（Re在100以上）。

2）達(dá)西定律的適用范圍對(duì)黏性土：

在黏性土中由于土顆粒周圍存在結(jié)合水膜而使土體呈現(xiàn)一定的黏滯性。故只有當(dāng)水力梯度達(dá)到一定流值后滲流才能發(fā)生，此時(shí)達(dá)西定律可修改成：（1）粗粒土：①礫石類土中的滲流常不符合達(dá)西定律②砂土中滲透速度vcr=0.3-0.5cm/sivovcr對(duì)黏性土：在黏性土中由于土顆粒周圍存在結(jié)合水膜而使土體呈現(xiàn)一

【例3.4】某滲透試驗(yàn)裝置如圖3.5所示。砂樣

的滲透系數(shù)，砂樣的滲透系數(shù)

，砂樣斷面積。（1）若在砂樣和砂樣分界處安裝一測(cè)壓管，測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上多高？（2）滲流量是多少？【例3.4】某滲透試驗(yàn)裝置如圖3.5所示。砂樣的滲

【解】（1）從圖3.5可以看出，滲流自左邊水管流經(jīng)砂樣和砂樣后的總水頭損失。如砂樣

、砂樣各自的水頭損失分別為

、，則：

根據(jù)滲流連續(xù)原理，流經(jīng)兩砂樣的滲流速度應(yīng)相等，即。按照達(dá)西定律，，則

已知，故。代入后，可求出：

由此可知，在砂和砂分界處，測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上?！窘狻浚?）從圖3.5可以看出，滲流自左邊水管流經(jīng)砂

（2）根據(jù)=

,可得：

三、滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定方法常水頭試驗(yàn)法變水頭試驗(yàn)法井孔抽水試驗(yàn)井孔注水試驗(yàn)1.測(cè)定方法野外試驗(yàn)測(cè)定方法三、滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定方法常水頭試驗(yàn)法變室內(nèi)試驗(yàn)方法1—常水頭試驗(yàn)法結(jié)果整理試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:

Δh，A，L=const量測(cè)變量:

Q，t適用土類：透水性較大的砂性土hL土樣AVQ室內(nèi)試驗(yàn)方法1—常水頭試驗(yàn)法結(jié)果整理試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:

室內(nèi)試驗(yàn)方法2—變水頭試驗(yàn)法試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:

dh變化，

a，A，L=const量測(cè)變量:

dh

，t對(duì)于透水性較小的粘性土，應(yīng)采用變水頭試驗(yàn)法土樣At=t1h1t=t2h2LQ水頭測(cè)管開關(guān)a室內(nèi)試驗(yàn)方法2—變水頭試驗(yàn)法試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:量測(cè)理論依據(jù)：流過試樣的水流量為：

根據(jù)達(dá)西定律，有：

故有：土樣At=t1t=t2h1h2LQ水頭測(cè)管開關(guān)hdhtt+dt在tt+dt時(shí)段內(nèi)：理論依據(jù)：土樣At=t1t=t2h1h2LQ水頭開關(guān)h

【例3.5】

設(shè)變水頭試驗(yàn)時(shí)，黏土試樣的截面積為，厚度為；滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為，試驗(yàn)開始時(shí)，水位差為，經(jīng)時(shí)段，觀測(cè)的水位差為，試驗(yàn)時(shí)水溫為,試求試樣的滲透系數(shù)?！窘狻恳阎娣e，滲流長(zhǎng)度，細(xì)玻璃管的內(nèi)徑截面積。，由式可求得：即試樣的滲透系數(shù)為。【例3.5】設(shè)變水頭試驗(yàn)時(shí)，黏土試樣的截面積為

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法－抽水試驗(yàn)和注水試驗(yàn)法優(yōu)點(diǎn)：可獲得現(xiàn)場(chǎng)較為可靠的平均滲透系數(shù)地下水位≈測(cè)壓管水面井抽水量Qr1rr2dhdrh1hh2不透水層觀察井A=2πrhi=dh/dr缺點(diǎn)：費(fèi)用較高，耗時(shí)較長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)方法：理論依據(jù)：分積現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法－抽水試驗(yàn)和注水試驗(yàn)法優(yōu)點(diǎn)：可獲得現(xiàn)場(chǎng)較為可靠

【例3.6】某完整井進(jìn)行抽水試驗(yàn)，其中一口抽水井，兩口觀測(cè)井，觀測(cè)井與抽水井距，（圖3.8），含水層厚度為，當(dāng)抽水量時(shí)，第一口觀測(cè)井降深，第二口觀測(cè)井降深。試計(jì)算土層的滲透系數(shù)?！纠?.6】某完整井進(jìn)行抽水試驗(yàn)，其中一口抽水井

【解】當(dāng)井底鉆至不透水層時(shí)稱為完整井，完整井的土層滲透系數(shù)

可由下式計(jì)算：【解】當(dāng)井底鉆至不透水層時(shí)稱為完整井，完整井的土層滲§3.2層狀土的等效滲透系數(shù)等效滲透系數(shù)確立各層的ki根據(jù)滲流方向確定等效滲流系數(shù)天然土層多呈層狀§3.2層狀土的等效滲透系數(shù)等效滲透系數(shù)確立各層的ki天然H1H2H3HΔhk1k2k3xzq1xq3xq2xL1122不透水層水平滲流條件:等效滲透系數(shù):qx=vxH=kxiHΣqix=ΣkiiiHiH1H2H3HΔhk1k2k3xzq1xq3xq2xL112

【例3.7】如圖3.10所示為一工程地質(zhì)剖面圖，圖中虛線為淺水位線。已知，，，，第①層土的滲透系數(shù)，第②層圖的滲透系數(shù)，其下為不透水層。問通過1,2之間的斷面寬度（每米）平均水平滲流量是多少？【例3.7】如圖3.10所示為一工程地質(zhì)剖面圖，

【解】從題目中可以得到計(jì)算區(qū)間的平均水力坡降為：

通過第②層土的流量：通過第①層土的平均流量：

通過兩層土的總流量：【解】從題目中可以得到計(jì)算區(qū)間的平均水力坡降為：H1H2H3HΔhk1k2k3xz垂直滲流v承壓水條件:等效滲透系數(shù):v=ki(Δhi/Hi)H1H2H3HΔhk1k2k3xz垂直滲流v承壓水條件:等效

【例3.8】不透水巖基上有水平分布的三層土，厚度均為，滲透系數(shù)分別為，，,試求等效土層的等效滲透系數(shù)和?！窘狻坑墒剑?.24）得：根據(jù)式（3.30）得：【例3.8】不透水巖基上有水平分布的三層土，厚度均為水平滲流情形垂直滲流情形條件已知等效推定水平滲流情形垂直滲流情形條件已知等效推定§3.3二維滲流及應(yīng)用

Laplace方程一、二維滲流微分方程連續(xù)性條件假定：

Δhh=h(x,z),v=v(x,z)平面問題：滲流剖面和產(chǎn)生滲流的條件沿某一個(gè)方向不發(fā)生變化，則在垂直該方向的各個(gè)平面內(nèi)，滲流狀況完全一致。取單寬：

dy=1與時(shí)間無關(guān)達(dá)西定律平面滲流的基本方程

1.基本方程穩(wěn)定滲流：流場(chǎng)不隨時(shí)間發(fā)生變化的滲流§3.3二維滲流及應(yīng)用Laplace方程一、二維滲流微分連續(xù)性條件達(dá)西定律假定Laplace方程描述滲流場(chǎng)內(nèi)水頭的分布,是平面穩(wěn)定滲流的基本方程dxdzvxvzxz單位時(shí)間流入單元的水量:單位時(shí)間內(nèi)流出單元的水量:連續(xù)性條件:連續(xù)性條件達(dá)西定律假定Laplace方程描述滲流場(chǎng)內(nèi)水頭①與kx,kz無關(guān)②滿足它的是兩個(gè)共軛調(diào)合函數(shù)——?jiǎng)莺瘮?shù)和流函數(shù)特點(diǎn)描述滲流場(chǎng)內(nèi)部的測(cè)管水頭的分布，是平面穩(wěn)定滲流的基本方程式2.求解方法基本方程邊界條件解析方法適用于邊界條件簡(jiǎn)單的情況通解：兩個(gè)共軛調(diào)和函數(shù)勢(shì)函數(shù)Φ(x,z)流函數(shù)Ψ(x,z)等勢(shì)線流線邊界條件特定解流網(wǎng)法：簡(jiǎn)便快捷，具有足夠的精度，可分析較復(fù)雜斷面的滲流問題①與kx,kz無關(guān)特點(diǎn)描述滲流場(chǎng)內(nèi)部的測(cè)管水頭的分布，是二、流網(wǎng)的特征與繪制流網(wǎng)——滲流場(chǎng)中的兩族相互正交曲線——等勢(shì)線和流線所形成的網(wǎng)絡(luò)狀曲線簇。流線——水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡線。等勢(shì)線——測(cè)管水頭相同的點(diǎn)之連線。流網(wǎng)法——通過繪制流線與勢(shì)線的網(wǎng)絡(luò)狀曲線簇來求解滲流問題。基本要求1.正交性：流線與等勢(shì)線必須正交2.各個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比c應(yīng)為常數(shù)。取c=1，即為曲邊正方形3.在邊界上滿足流場(chǎng)邊界條件要求，保證解的唯一性。H△h0lsls二、流網(wǎng)的特征與繪制流網(wǎng)——滲流場(chǎng)中的兩族相互正交曲線—ABCDlsH△h00ls繪制方法根據(jù)滲流場(chǎng)的邊界條件確定邊界流線和首尾等勢(shì)線正交性曲邊正方形流線→等勢(shì)線→反復(fù)修改，調(diào)整精度較高的流網(wǎng)圖初步繪制流網(wǎng)流網(wǎng)特點(diǎn)與上下游水位變化無關(guān)Δh=const；與k無關(guān)；等勢(shì)線上各點(diǎn)測(cè)管水頭h相等；相鄰等勢(shì)線間的水頭損失相等；各流槽的滲流量相等。ABCDlsH△h00ls繪制方法根據(jù)滲流場(chǎng)的邊界條件確定邊流網(wǎng)的工程應(yīng)用

1）測(cè)管水頭：任意兩相鄰等勢(shì)線間的勢(shì)能差相等，即水頭損失相等

2）孔隙水壓力：等于該點(diǎn)以上測(cè)壓管中的水柱高度

乘以水的容重

3）水力坡降：

4）滲流速度：

5）滲透流量：流網(wǎng)的工程應(yīng)用

【例3.9】如圖3.14所示為一板樁打入透水土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深，滲透系數(shù)，板樁打入土層表面一下，板樁前后水深如圖中所示。試求：（1）圖中所示各點(diǎn)的孔隙水壓力；（2）地基的單寬滲流量。

【例3.9】如圖3.14所示為一板樁打入透水土層后形

【解】（1）根據(jù)圖3.14的流網(wǎng)可知，每一等勢(shì)線間隔的水頭降落。列表計(jì)算

各點(diǎn)的孔隙水壓力見表3.1。（2)地基的單寬滲流量：現(xiàn)有，代入得：【解】（1）根據(jù)圖3.14的流網(wǎng)可知，每一等勢(shì)線間隔的

【例3.10】

小型均質(zhì)土壩的蓄水高度為，流網(wǎng)如圖3.15所示。流網(wǎng)中水力梯度等勢(shì)線均分為條（從下游算起的等勢(shì)線編號(hào)如圖3.15所示）。土壩中的點(diǎn)處于第條等勢(shì)線上，其位置在地面以上處，試問點(diǎn)的孔隙水壓力為多少？【例3.10】小型均質(zhì)土壩的蓄水高度為，流

【解】等勢(shì)線條，，任意兩條等勢(shì)線間的水頭差為：

點(diǎn)的水頭高為：點(diǎn)的孔隙水壓力為：

【解】等勢(shì)線條，，任意兩條等勢(shì)線間的水頭

§3.4滲透力與滲透破壞滲透力：?jiǎn)挝惑w積土顆粒所受到的滲流作用力。對(duì)水土整體：流入面內(nèi)的靜水壓力為流出面內(nèi)的靜水壓力為土樣重力在流線上的分量為土樣底面所受的支承反力為截面積

A=1WW=LsatP2=whwP1=wh1R=?h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器ab土粒滲流§3.4滲透力與滲透破壞截面積

A=1WW對(duì)于土骨架：由于土骨架侵入水中，故受浮重力為總滲流力為

，方向向上土樣底面所受的支承反力為

h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abWJRP2孔隙水對(duì)于土骨架：h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abWJRh1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abRP2WwJP1P2對(duì)于水：孔隙水重力加浮力的反力之和為總滲流力為

流入面和流出面的靜水壓力為土顆粒對(duì)水的阻力作用為,大小與滲流作用相同，方向相反，

h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abRP2WwJP1P以土樣中的水為隔離體，在垂直方向上滿足力的平衡條件：=

+WWWw土水=土骨架+孔隙水JRJP1P2P1P2R以土樣中的水為隔離體，在垂直方向上滿足力的平衡條件：=滲透力的性質(zhì)物理意義：?jiǎn)挝煌馏w內(nèi)土骨架受到滲透水流的拖曳力，它是體積力。大?。悍较颍号c滲流方向一致作用對(duì)象：土骨架

【例3.11】某場(chǎng)地地下水位如圖3.18所示，已知黏土層飽和重度，砂層中承壓水頭（由砂層頂面算起)，。問砂層中有效應(yīng)力及黏土中的單位滲透力是多少？滲透力的性質(zhì)【例3.11】某場(chǎng)地地下水位如圖3.18所示，已

【解】

砂層