土的水理性質(zhì)與土的壓實(shí)-土的水理性質(zhì)（工程巖土課件）

土的滲透性毛細(xì)現(xiàn)象在表面張力作用下，自由水沿細(xì)的孔隙通道移動(dòng)的現(xiàn)象一、土的毛細(xì)性一、

土的毛細(xì)性1、土層中毛細(xì)水的分布毛細(xì)水帶：土層中毛細(xì)水所浸潤(rùn)的范圍。分為三類：（1）正常毛細(xì)水帶(又稱毛細(xì)飽和帶)：潛水面直接上升而形成。

（2）毛細(xì)網(wǎng)狀水帶：由地下水位的變動(dòng)而引起。（3）毛細(xì)懸掛水帶：地表水滲入形成

三種毛細(xì)水帶不一定同時(shí)存在；毛細(xì)水帶內(nèi)土的含水率隨深度變化2、毛細(xì)水上升機(jī)理、上升高度及上升速度上升機(jī)理：由液體的“表面張力”和毛細(xì)管的“濕潤(rùn)現(xiàn)象”產(chǎn)生。表面張力：在其作用下，液體力圖縮小表面積，從而降低表面自由能；濕潤(rùn)現(xiàn)象：毛細(xì)管管壁的分子和水分子之間的引力使與管壁接觸部分的水面呈內(nèi)凹的彎液面。結(jié)論：上述兩種作用周而復(fù)始，使毛細(xì)管內(nèi)水柱上升，直至升高水柱的重力和管壁與水分子之間的引力所產(chǎn)生的上舉力平衡為止。土中毛細(xì)現(xiàn)象

上升高度:2、毛細(xì)水上升機(jī)理、上升高度及上升速度

毛細(xì)升高與孔徑成反比分析對(duì)象:水柱毛細(xì)管越細(xì)，管壁阻力大，毛細(xì)水上升速度慢3、土的毛細(xì)現(xiàn)象對(duì)工程的影響（1）毛細(xì)水的上升引起建筑物或構(gòu)筑物地基凍害；（2）毛細(xì)水的上升會(huì)引起房屋建筑地下室、地下鐵道側(cè)壁過分潮濕，對(duì)防潮、防濕帶來更高的要求；（3）當(dāng)?shù)叵滤星治g性時(shí)，毛細(xì)水的上升，可能對(duì)建構(gòu)筑物基礎(chǔ)中的混凝土、鋼筋等形成侵蝕作用，縮短使用年限。（4）毛細(xì)水的上升還可能引起土的沼澤化、鹽漬化，對(duì)道路、橋梁、水利工程等可能造成影響。土的滲透性土的滲透性與達(dá)西定律滲流——各種勢(shì)能作用下，水在土體孔隙中流動(dòng)的現(xiàn)象滲透性——土具有被水透過的性質(zhì)碎散性多孔介質(zhì)三相體系孔隙流體流動(dòng)能量差土的滲透性與達(dá)西定律1、滲流模型滲流模型示意圖a）水在土孔隙中的運(yùn)動(dòng)軌跡；b）理想化的滲流模型層流：水在土的細(xì)微孔隙中的緩慢流動(dòng)稱為層流。2、滲流中的水頭與水力坡降透水層不透水層基坑板樁墻ABL2．滲流中的水頭與水力坡降總水頭－單位質(zhì)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：3、滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律層流狀態(tài)下土中水的滲流速度與能量損失之間服從線性滲流規(guī)律滲透系數(shù)的物理意義——單位水力梯度時(shí)孔隙流體的滲流速度。反映土體滲透性的大小，是土的重要指標(biāo)之一?？赏ㄟ^試驗(yàn)測(cè)定。Q=kAtiv=Q/At=ki=kΔh/L達(dá)西定律的基本假定：（1）采用了以整個(gè)斷面計(jì)算的假想平均流速，而不是孔隙流體的實(shí)際流速。實(shí)際流速要比平均流速大。（2）采用了以土樣長(zhǎng)度為滲徑的平均水力梯度，而不是滲透水流的真正水力梯度。無粘性土中砂、細(xì)砂、粉砂粘土適用條件：適用于大部分砂土，粉砂等起始水力梯度第十七講土的流砂與管涌學(xué)習(xí)內(nèi)容一流砂與管涌的基本概念二流砂與管涌的形成條件三流砂與管涌的防治措施土工建筑物及地基由于滲流作用而出現(xiàn)了變形或破壞滲流引起的滲透破壞主要有：1.由于滲流力（滲透力）的作用，使土體顆粒流失或局部土體產(chǎn)生移動(dòng)，導(dǎo)致土體變形甚至失穩(wěn)。2.由于滲流作用，使水壓力或浮力發(fā)生變化，導(dǎo)致土體或結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)管涌流砂（或流土）滑坡水庫塌岸，岸坡、土壩在水位降落時(shí)滑動(dòng)，擋土墻等結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)引起1.基本概念粘性土k1<<k2砂性土k2壩體（1）流土：又稱“液化”、“流砂”。在向上的滲透作用下，表層局部土體顆粒同時(shí)發(fā)生懸浮移動(dòng)的現(xiàn)象。滲流（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——滲流力足夠大

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。管涌管涌破壞（3）流砂與管涌的比較流砂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)生塌陷或潰口二、形成條件Fs:安全系數(shù)2.0～2.5[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)1、流土經(jīng)驗(yàn)判斷：2、管涌（1）內(nèi)因：顆粒幾何條件A、土中粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑必須大于細(xì)顆粒的直徑；B、不均勻系數(shù)Cu＞10（2）外因：水力條件試驗(yàn)測(cè)定方法：改變?cè)嚇拥撞康乃^高度?，F(xiàn)象:試樣中細(xì)小土粒移動(dòng)。b圖中：從C點(diǎn)開始，水力梯度稍有增加，滲流速度就會(huì)急劇加大，說明試樣中發(fā)生了管涌。水力坡降級(jí)配連續(xù)土級(jí)配不連續(xù)土破壞坡降icr0.2—0.40.1—0.3允許坡降[i]0.15—0.250.1—0.2滲流力能夠帶動(dòng)細(xì)顆粒在孔隙間滾動(dòng)或移動(dòng)式發(fā)生管涌的條件，可用管涌水力坡降表示。三、

防治措施增大[i]：下游增加透水蓋重1