土的滲透性及滲流課件

第3章土的滲透性及滲流第3章土的滲透性及滲流1、土的滲透性與滲流與伯努力方程（1）滲透及滲透性

滲透：在飽和土體中，自由水在水位（頭）差作用下，在孔隙通道中流動(dòng)的現(xiàn)象。滲透性：土允許水透過(guò)的性能稱為土的滲透性。（2）伯努力方程3.1概述水總是從能量高處向能量低處流動(dòng)1、土的滲透性與滲流與伯努力方程（1）滲透及滲透性3.12.中水的滲流對(duì)土的工程問(wèn)題的影響在巖土工程中水的滲流主要會(huì)引起兩類問(wèn)題：（1）流量與滲流速度的問(wèn)題水利工程中土木工程中（2）穩(wěn)定性問(wèn)題滲透穩(wěn)定性：（滲透變形、滲透破壞）是指滲透水對(duì)土骨架的滲透力的作用下，土粒間可以發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)甚至整體運(yùn)動(dòng)，從而造成土體或建造于其上的建筑物失穩(wěn)。在基坑開(kāi)挖支護(hù)工程中，很多事故都與土中水的滲流與滲透破壞有關(guān)，此外，土中水的滲流也會(huì)引起土坡的抗滑穩(wěn)定性。3.1概述2.中水的滲流對(duì)土的工程問(wèn)題的影響在巖土工程中水的滲流主要會(huì)水井滲流滲流量透水層不透水層天然水面漏斗狀潛水面Q水井滲流滲流量透水層不透水層天然水面漏斗狀潛水面Q渠道滲流滲流量原地下水位滲流時(shí)地下水位渠道滲流滲流量原地下水位滲流時(shí)地下水位滲流滑坡滲流滑坡滲流滑坡滲流滑坡板樁圍護(hù)下的基坑滲流滲水壓力揚(yáng)壓力滲流量滲透變形透水層不透水層基坑板樁墻板樁圍護(hù)下的基坑滲流滲水壓力揚(yáng)壓力滲流量滲透變形透水層不透水土石壩壩基壩身滲流滲流量滲透變形土石壩防滲斜墻及鋪蓋浸潤(rùn)線透水層不透水層土石壩壩基壩身滲流滲流量滲透變形土石壩防滲斜墻及鋪蓋浸潤(rùn)線透本章研究?jī)?nèi)容相互關(guān)聯(lián)相互影響

土的強(qiáng)度土的變形土的滲流滲透性研究的三個(gè)方面滲流量問(wèn)題

滲透破壞問(wèn)題

滲流控制問(wèn)題本章研究?jī)?nèi)容相互關(guān)聯(lián)相互影響土的強(qiáng)度土的變形土的滲流3.2.1一維滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律令i=h/L=tga，稱為水力梯度，即沿滲流方向單位距離的水頭損失

則有：結(jié)論：水在土中的滲透速度與試樣的水力梯度成正比，k稱為滲透系數(shù)，它表示土的滲透能力，k值越大則表明土的滲透性越強(qiáng)。3.2達(dá)西定律LAh1h2QQ透水石h3.2.1一維滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律3.23.2.2關(guān)于土中水的滲流速度三種滲流速度出逸速度：土試樣橫斷面面積除流量，也就是等截面積水管段流速。為表觀流速?？杀硎緸椋簼B透流速：水在土體中沿水流方向的平均流速，可表示為:

實(shí)際流速：受孔隙的隨機(jī)性和不規(guī)則性影響，土中真正的流速。無(wú)表示式。注：滲透流速與實(shí)際流速的工程意義不大，實(shí)際問(wèn)題分析中仍用出逸流速。3.2達(dá)西定律3.2.2關(guān)于土中水的滲流速度三種滲流速度3.2達(dá)西定律3.2.3達(dá)西定律的適用范圍11、它建立在均勻砂土的試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，大量試驗(yàn)結(jié)果表明，在一般工程情況的水力坡降情況下，對(duì)于絕大多數(shù)土類，它都是適用的。2、流體力學(xué)研究結(jié)果表明：當(dāng)水力坡降超過(guò)一定值時(shí)，這種線性關(guān)系不再成立，有以下兩種情形：對(duì)于滲透性很大的粗粒土，水力坡降超過(guò)一定值時(shí)可用下式表示：

其中：m<1.0，在均勻的卵石或堆石中會(huì)變成紊流。

3.2達(dá)西定律3.2.3達(dá)西定律的適用范圍11、它建立在均勻砂土的試驗(yàn)基3.2.3達(dá)西定律的適用范圍2對(duì)于滲透性很低的粘性土，當(dāng)水力坡降較小時(shí)，v與i也不是線性關(guān)系，可用下式表示：

其中：n>1.0。當(dāng)水力坡降增加到一定程度時(shí)，二者接近線性關(guān)系?？梢员硎緸椋?/p>

3.2達(dá)西定律3.2.3達(dá)西定律的適用范圍2對(duì)于滲透性很低的粘性土，當(dāng)水討論

砂土、粘性土：小水流為層流，滲透規(guī)律符合達(dá)西定律，-i為線性關(guān)系

粗粒土：i小、

大水流為層流，滲透規(guī)律符合達(dá)西定律，-i為線性關(guān)系

i大、

大水流為紊流，滲透規(guī)律不符合達(dá)西定律，-i為非線性關(guān)系

討論砂土、粘性土：小水流為層流，滲透規(guī)律符合粗粒土：3.3.1滲透系數(shù)的影響因素11、孔隙比當(dāng)一定時(shí)，孔隙比越大，單位面積上的過(guò)水面積越大，出逸速度越大。當(dāng)e增大時(shí)，也增大。同一種砂土中，k約與e2或成正比。但對(duì)于粘性土和粉土，則不成立。2、顆粒的尺寸及級(jí)配細(xì)粒含量愈多，土的滲透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多時(shí)，砂土的滲透系數(shù)就會(huì)大大減小。

3.3土的滲透系數(shù)3.3.1滲透系數(shù)的影響因素11、孔隙比3.3土的滲透系3、土的飽和度土的飽和度愈低，滲透系數(shù)愈小。因?yàn)榈惋柡屯恋目紫吨写嬖谳^多氣泡會(huì)減小過(guò)水面積，甚至賭塞細(xì)小孔道。4、溫度滲透系數(shù)k實(shí)際上反映流體經(jīng)由土的孔隙通道時(shí)與土顆粒間摩擦力或粘滯性。而流體的粘滯性與其溫度有關(guān)。試驗(yàn)測(cè)得的滲透系數(shù)kT需經(jīng)溫度修正（P36,表3-1）水溫愈高，水的動(dòng)力粘滯系數(shù)愈小土的滲透系數(shù)則愈大。

T、

20分別為T℃和20℃時(shí)水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，可查表

3.3.1滲透系數(shù)的影響因素23.3土的滲透系數(shù)3、土的飽和度T、20分別為T℃和20℃時(shí)水的動(dòng)力粘滯系3.3.1滲透系數(shù)的影響因素35、顆粒的礦物成分礦物的顆粒成分往往影響顆粒的尺寸、形狀、排列及結(jié)合水膜的薄厚。粘土礦物的種類對(duì)滲透系數(shù)的影響也很大。同樣e的情況下，粘土礦物的滲透性:高嶺石>伊利石>蒙脫石6、土的結(jié)構(gòu)天然沉積土的分層特性，其滲透性是各向異性的，常使得k水平﹥>k垂直。風(fēng)化粘土與裂隙粘土其滲透性取決于宏觀的裂隙，而不是孔隙。具有凝聚結(jié)構(gòu)的粘性土，其團(tuán)粒間的孔隙會(huì)使?jié)B透系數(shù)很大3.3土的滲透系數(shù)3.3.1滲透系數(shù)的影響因素35、顆粒的礦物成分3.3土3.3.2不同土滲透系數(shù)的范圍1、P37，表3-2.2、卡薩哥蘭德三界限值K=1.0cm/s為土中滲流的層流與紊流的界限；K=10-4cm/s為排水良好與排水不良的界限，也是對(duì)應(yīng)于發(fā)生管涌的敏感范圍；K=10-4cm/s大體上為土的滲透系數(shù)的下限。3、在孔隙比相同的情況下，粘性土的滲透系數(shù)一般遠(yuǎn)小于非性土。3.3土的滲透系數(shù)3.3.2不同土滲透系數(shù)的范圍1、P37，表3-2.3.3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)11、室內(nèi)試驗(yàn)適用性取決于①取得試樣的代表性；②室內(nèi)試驗(yàn)量測(cè)的重要性；③現(xiàn)場(chǎng)綜合條件的模擬。室內(nèi)試驗(yàn)包括常水頭試驗(yàn)與變水頭試驗(yàn)。3.3土的滲透系數(shù)3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)11、室內(nèi)試驗(yàn)3.3土的3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)2常水頭試驗(yàn)①適用于粗粒土（k>10-3cm/s）；②整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中水頭保持不變；3.3土的滲透系數(shù)3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)2常水頭試驗(yàn)3.3土的滲3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)3-變水頭試驗(yàn)截面面積a任一時(shí)刻t的水頭差為h，經(jīng)時(shí)段dt后，細(xì)玻璃管中水位降落dh，在時(shí)段dt內(nèi)流經(jīng)試樣的水量dQ=－adh

在時(shí)段dt內(nèi)流經(jīng)試樣的水量

dQ=kiAdt=kAh/Ldt

管內(nèi)減少水量＝流經(jīng)試樣水量

－adh=kAh/Ldt

分離變量

積分

適用于透水性差，滲透系數(shù)小的粘性土

3.3土的滲透系數(shù)整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程水頭隨時(shí)間變化

3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)3-變水頭試驗(yàn)截面面積a任2、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定滲透系數(shù)（地下水位≈測(cè)壓管水面）常用的有現(xiàn)場(chǎng)井孔抽水試驗(yàn)或井孔注水試驗(yàn)。對(duì)于均質(zhì)粗粒土層，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出的k值比室內(nèi)試驗(yàn)得出的值要準(zhǔn)確觀測(cè)孔r2rr1drdhh1hh2Qr處過(guò)水?dāng)嗝娣e為A=2πrh,假設(shè)該處水力梯度i為常數(shù)，且等于地下水位在該處的坡度時(shí)，則i=dh/dr

q=kAi=2πrhkdh/dr

qdr/r=2πkhdh分離變量積分

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法還有：孔壓靜力觸探、地球物理勘探等3.3土的滲透系數(shù)3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)42、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定滲透系數(shù)（地下水位≈測(cè)壓管水面）常用的有現(xiàn)場(chǎng)井孔3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)51、水平滲流

hH1H2H3Hk1k2k3xzq1xq3xq2x1122不透水層等效滲透系數(shù):kx已知條件:qx=vxH=kxiHΣqix=ΣkiiiHi達(dá)西定律:等效條件:3.3土的滲透系數(shù)3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)51、水平滲流hH1H23.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)62、豎直滲流H1H2H3H

hk1k2k3xzv承壓水kzvi=ki(Δhi/Hi)已知條件:達(dá)西定律:等效條件:v=kz(Δh

/H

)等效滲透系數(shù):3.3土的滲透系數(shù)3.3.3確定土的滲透系數(shù)的試驗(yàn)62、豎直滲流H1H2H3小結(jié)水頭與水力坡降滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律滲透系數(shù)的測(cè)定及影響因素層狀地基的等效滲透系數(shù)總水頭=位置水頭+壓力水頭水頭是滲流的驅(qū)動(dòng)力達(dá)西定律滲透系數(shù)、滲透速度達(dá)西定律的適用條件

常水頭試驗(yàn)變水頭試驗(yàn)滲透系數(shù)影響因素水平等效滲透系數(shù)垂直等效滲透系數(shù)小結(jié)水頭與水力坡降總水頭=位置水頭+壓力水頭達(dá)西定律常水1.有效應(yīng)力原理1（1）土粒受力分析（1）幾個(gè)概念：有效應(yīng)力（effectivestress）是由顆粒間接觸點(diǎn)傳遞的應(yīng)力，會(huì)使土的顆粒產(chǎn)生位移，引起土體的變形和強(qiáng)度的變化的應(yīng)力，用σ′表示?？紫端畨毫Γ╬orewaterpressure）由孔隙水傳遞的應(yīng)力，它不能直接引起土體的變形和強(qiáng)度變化，又稱為中性壓力，不隨時(shí)間而變化，用u表示。超靜孔隙水壓力（excessporewaterpressure）由外荷引起的超出靜水位以上的那部分孔隙水壓力。它在固結(jié)過(guò)程中不斷變化，固結(jié)終了時(shí)應(yīng)等于零，用△u表示3.4飽和土中的應(yīng)力和有效應(yīng)力原理1.有效應(yīng)力原理1（1）土粒受力分析3.4飽和土中的應(yīng)力和1.有效應(yīng)力原理22、有效應(yīng)力原理作用于飽和土體內(nèi)某截面上總的正應(yīng)力σ由兩部分組成：一部分為孔隙水壓力u，另一部分為有效應(yīng)力σ’，飽和土中總應(yīng)力與孔隙水壓力、有效應(yīng)力之間存在如下關(guān)系：上式即為太沙基提出的飽和土體有效應(yīng)力原理。它是研究土體固結(jié)和強(qiáng)度的重要理論基礎(chǔ)。3.4飽和土中的應(yīng)力和有效應(yīng)力原理1.有效應(yīng)力原理22、有效應(yīng)力原理3.4飽和土中的應(yīng)力和有1.有效應(yīng)力原理33、飽和土體有效應(yīng)力原理的要點(diǎn)1．飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總應(yīng)力等于有效應(yīng)力加孔隙水壓力之和；2．土的變形（壓縮）與強(qiáng)度的變化都僅取決于有效應(yīng)力的變化。3.有效應(yīng)力表示為σ’=P’/A，并不是顆粒間的真正應(yīng)力P’/Ac，因而σ’只是一個(gè)表象的、虛擬的應(yīng)力。3.4飽和土中的應(yīng)力和有效應(yīng)力原理1.有效應(yīng)力原理33、飽和土體有效應(yīng)力原理的要點(diǎn)3.4飽和2、飽和土體中力的平衡條件1（1）取（土骨架+孔隙水）作隔離體：自重：上部水壓力：下部水壓力：下部紗網(wǎng)對(duì)土樣的支持力：R，則：也可以利用有效應(yīng)力原理得到：總應(yīng)力：孔隙水壓力：有效應(yīng)力：3.4飽和土中的應(yīng)力和有效應(yīng)力原理2、飽和土體中力的平衡條件1（1）?。ㄍ凉羌?孔隙水）作隔2、飽和土體中力的平衡條件2（2）取土的骨架作為隔離體：土粒自重：水對(duì)土的浮力：則：3.4飽和土中的應(yīng)力和有效應(yīng)力原理2、飽和土體中力的平衡條件2（2）取土的骨架作為隔離體：3.3.5.1滲透力試驗(yàn)觀察3.5滲透力和滲透變形h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abΔh=0靜水中，土骨架會(huì)受到浮力作用。Δh>0水在流動(dòng)時(shí)，水流受到來(lái)自土骨架的阻力，同時(shí)流動(dòng)的孔隙水對(duì)土骨架產(chǎn)生一個(gè)摩擦、拖曳力。滲透力J：滲透作用中，孔隙水對(duì)土骨架的作用力，方向與滲流方向一致3.5.1滲透力試驗(yàn)觀察3.5滲透力和h1Δhh20土體自重：上、下部水壓力：則有：其中：代入：土體受力分析P2WP1RA

：水中土骨架的自重

：滲透作用力3.5滲透力和滲透變形土體自重：土體受力分析P2WP1RA：水中土骨架的向上滲流存在時(shí)，濾網(wǎng)支持力減少減少的部分由誰(shuí)承擔(dān)？水與土之間的作用力－滲流的拖曳力靜水中的土體：滲流中的土體：總滲透力：滲透力：滲透力j：?jiǎn)挝煌馏w內(nèi)土骨架所受到的滲透水流的拖曳力

滲透力方向：與水滲流方向一致3.5滲透力和滲透變形向上滲流存在時(shí)，濾網(wǎng)支持力減少減少的部分由誰(shuí)承擔(dān)？水與土之間3.5.2流土及其臨界水力坡降當(dāng)

h逐漸增大，土體中的滲流力也逐漸增大。當(dāng)

h增大到某一數(shù)值，向上的滲流力克服了向下的重力時(shí)（R=0），土體就要發(fā)生浮起或受到破壞。這種現(xiàn)象叫做流砂或者流土現(xiàn)象。這種在向上的滲流力作用下，粒間有效應(yīng)力為零，土開(kāi)始發(fā)生流砂現(xiàn)象時(shí)的水力坡降稱為臨界水力坡降icr。h1Δhh200hwL土樣濾網(wǎng)貯水器abP2WP1RA3.5.2流土及其臨界水力坡降當(dāng)h逐漸增大，土體中的滲流土可能性的判別Fs:安全系數(shù)1.5~2.0[i]:允許坡降i<icr:土體處于穩(wěn)定狀態(tài)i=

icr:土體處于臨界狀態(tài)i>icr:土體發(fā)生流土破壞工程設(shè)計(jì)：在自下而上的滲流逸出處，任何土，包括粘性土和無(wú)粘性土，只要滿足滲透坡降大于臨界水力坡降這一水力條件，均要發(fā)生流土：3.5滲透力和滲透變形流土可能性的判別Fs:安全系數(shù)1.5~2.0[i]壩體原因內(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

1、管涌：在滲流作用下，土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙通道中被滲透水流帶走而流失的現(xiàn)象，稱為管涌。其結(jié)果常為由于細(xì)顆粒逐漸被帶走，孔隙越來(lái)越大，最后形成與地表貫通的管狀通道滲流過(guò)程演示1.在滲透水流作用下，細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)流失2.孔隙不斷擴(kuò)大，滲流速度不斷增加，較粗顆粒也相繼被水帶走3.形成貫穿的滲流通道，造成土體塌陷3.5.3管涌3.5滲透力和滲透變形壩體原因內(nèi)因：有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒直徑的孔隙1、管2、管涌可能性的判別管涌幾何條件水力條件一般發(fā)生在無(wú)粘性土中較均勻土（Cu≤10）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(guò)渡型土非管涌土非管涌土管涌土過(guò)渡型土幾何條件P(%)lgd骨架充填料P53d5d3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2、管涌可能性的判別管涌幾何條件水力條件一般發(fā)生在無(wú)粘性土中管涌可能性的判別水力條件：滲透力能夠帶動(dòng)細(xì)顆粒在孔隙間滾動(dòng)或移動(dòng)。水力條件：i>icr5101520253035402.01.51.00.50icrCu流土過(guò)渡管涌Cu>20時(shí),icr=0.25-0.30[i]=0.10-0.15前蘇聯(lián)：中國(guó)：水力坡降級(jí)配連續(xù)土級(jí)配不連續(xù)土破壞坡降icr0.20-0.400.1-0.3允許坡降[i]0.15-0.250.1-0.2管涌可能性的判別水力條件：滲透力能夠帶動(dòng)細(xì)顆粒在孔隙間滾動(dòng)管涌可能性的判別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(guò)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(guò)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(wú)粘性土或分散性粘土破壞過(guò)程相對(duì)較長(zhǎng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生塌陷或潰口管涌可能性的判別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(guò)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(guò)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(wú)粘性土或分散性粘土破壞過(guò)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)3.5.5滲透破壞的防治原理：減少可能發(fā)生破壞的土體中的水力坡降原則：以“上擋下排”為原則，即上游截滲、延長(zhǎng)滲徑，下游通暢滲透水流，減小滲透壓力，防止?jié)B透變形①垂直截滲:延長(zhǎng)滲徑，降低上、下游的水力坡度，若垂直截滲能完全截?cái)嗤杆畬樱罎B效果更好。垂直截滲墻、帷幕灌漿、板樁等均屬于垂直截滲

3.5.5滲透破壞的防治原理：減少可能發(fā)生破壞的土體中的水土的滲透性及滲流課件土的滲透性及滲流課件3.5.4其它滲透破壞類型1、不同土層間的接觸滲透破壞——接觸流土2、兩層土間沿層面方向滲流時(shí)——接觸沖刷3、分散性土的滲透破壞。3.5.4其它滲透破壞類型1、不同土層間的接觸滲透破壞——3.5.5滲透破壞的防治②設(shè)置水平鋪蓋：上游設(shè)置水平鋪蓋，與壩體防滲體連接，延長(zhǎng)了水流滲透路徑

粘土鋪蓋3.5.5滲透破壞的防治②設(shè)置水平鋪蓋：上游設(shè)置水平鋪蓋，3.5.5滲透破壞的防治③設(shè)置反濾層

砂墊層水位加筋土工布回填中粗砂拋石棱體設(shè)置反濾層，既可通暢水流，又起到保護(hù)土體、防止細(xì)粒流失而產(chǎn)生滲透變形的作用。反濾層可由粒徑不等的無(wú)粘性土組成，也可由土工布代替，上圖為某河堤基礎(chǔ)加筋土工布反濾層

3.5.5滲透破壞的防治③設(shè)置反濾層砂墊層水位加筋土工布3.5.5滲透破壞的防治④排水減壓粘性土含水層減壓井為減小下游滲透壓力，在水工建筑物下游、基坑開(kāi)挖時(shí)，設(shè)置減壓井或深挖排水槽

3.5.5滲透破壞的防治④排水減壓粘性土含水層減壓井為減3.6.1穩(wěn)定滲流場(chǎng)中的拉普拉斯方程3.6二維滲流與流網(wǎng)連續(xù)性條件:注入單元的流量=流出單元的流量，即：依達(dá)西定律：則有：Laplace方程特點(diǎn)：①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)②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3.6.1穩(wěn)定滲流場(chǎng)中的拉普拉斯方程3.6二維滲流與流如果設(shè)勢(shì)函數(shù)：

流函數(shù)：為的共軛函數(shù)。則有：特點(diǎn)：①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)②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等勢(shì)線（）與流線（）是正交的3.6二維滲流與流網(wǎng)如果設(shè)勢(shì)函數(shù)：特點(diǎn)：①滿足它的是兩個(gè)共軛調(diào)合函數(shù)——?jiǎng)莺瘮?shù)和3.6.2流網(wǎng)的繪制原則流網(wǎng)：就是根據(jù)一定的邊界條件繪制的由等勢(shì)線和流線組成的網(wǎng)狀圖。3.6二維滲流與流網(wǎng)H△h03.6.2流網(wǎng)的繪制原則流網(wǎng)：就是根據(jù)一定的邊界條件繪制的繪制原則：等勢(shì)線和流線必須正交；為了方便，以等勢(shì)線和流線為邊界圍成的網(wǎng)眼盡可能接近于正方形；由于不透水邊界不會(huì)有流水通過(guò)，因此不透水邊界必定是流線；靜水位下的透水邊界其總水頭相等，所以它們是等勢(shì)線；在地下水位線或浸潤(rùn)線上，孔隙水壓力u=0，其總水頭只包括位置水頭，所以它是一條流線。3.6二維滲流與流網(wǎng)繪制原則：3.6二維滲流與流網(wǎng)3.6.3流網(wǎng)的繪制方法1）首先將建筑物及土層剖面按一定的比例繪出，并根據(jù)滲流區(qū)的邊界，確定邊界線及邊界等勢(shì)線。

如圖中的上游透水邊界AB是一條等勢(shì)線，其上各點(diǎn)水頭高度均為h1，下游透水邊界CD也是一等勢(shì)線，其上各點(diǎn)水頭高度均為h2。壩基的地下輪廊線B—1—2—3—4—5—6—7—8—C為一條流線，滲流區(qū)邊界EF為另一條邊界流線。3.6二維滲流與流網(wǎng)3.6.3流網(wǎng)的繪制方法1）首先將建筑物及土層剖面按一定的2）根據(jù)流網(wǎng)特性，初步繪出流網(wǎng)形態(tài)。

可先按上下邊界流線形態(tài)大致描繪幾條流線，描繪時(shí)注意中間流線的形狀由壩基輪廊線形狀逐步變?yōu)椴煌杆畬用鍱F相接近。中間流線數(shù)量越多，流網(wǎng)越準(zhǔn)確，但繪制與修改工作量也越大，中間流線的數(shù)量應(yīng)視工程的重要性而定，一般中間流線可繪3-4條。流線繪好后，根據(jù)曲邊正方形網(wǎng)格要求，描繪等勢(shì)線。繪制時(shí)應(yīng)注意等勢(shì)線與上、下邊界流線應(yīng)保持垂