文档介绍：渗流
第十章
渗流运动
1
渗流基本定律
2
地下水的均匀流和非均匀流
3
井和集水廊道
4
渗流
§ 渗流运动
渗流
定义:流体在多孔介质中的流动称为渗流。
应用:
在给水工程,有水井和集水廊道等集水建筑物的设计计算问题。
在排灌工程,有地下水位的变动、渠道的渗漏损失以及堰坝和渠道侧坡的稳定等方面的问题。
在建筑施工工程,需确定围堰或基坑的排水量和水位降落等方面的问题。
一、渗流理论应用
渗流
二、地下水状态
气态水:以水蒸气的状态混合在空气中而存在于岩土孔隙内,
数量很少,一般不考虑。
附着水:以分子层吸附在固体颗粒周围,呈现出固态水性质。
薄膜水:以厚度不超过分子作用半径的膜层包围着颗粒,其性
质和液态水近似。
渗流
附着水和薄膜水因其数量很少,很难移动,在渗流中一般也不考虑。
毛细水:由于毛细管作用而保持在岩土毛管孔隙中,除特殊情
况外,往往也可忽略。
重力水:当岩土含水量很大时,除少量液体吸附于固体颗粒四
周及毛细区外,大部分液体将在重力作用下运动。
本章研究的是重力水的运动规律。
§ 渗流基本定律
渗流
一、渗流模型
渗流实验装置,圆筒内充填沙粒,界面积为 A , 沙层厚为 l , 沙底部有细网支撑。水由稳压箱经阀 A 进入圆筒 C 测定。忽略动能,测压管水头差H1-H2为渗流的水头损失。
渗流实验
渗流
在土壤中取一与主流方向正交的微小面积△A,但其中包含了足够多的孔隙,重力水流量△Q流过的空隙面积为m△A ,m为表示空隙大小的孔隙率。则渗流在足够多空隙中的统计平均速度定义为
假设渗流在连续充满全部圆筒包括土壤空隙和骨架在内的空间,定义渗流速度为
式表示渗流主流方向的连续水流速度,它是一个比实际渗流速度小的虚拟速度,是现今通用的渗流模型。
渗流
二、达西渗流定律
法国工程师达西(Henri Darcy)在1852至1855年利用沙质土壤进行了大量实验,得到线性渗流定律。即达西定律。
或(10-3)
式中, 是渗流模型的断面平均流速
是渗流系数,它是土壤性质和流体性质综合影响渗流的一个系数,具有流速的量纲;
是流程范围内的平均测压管坡度,即水力坡度。