第十一章 滲流

1、第十一章第十一章滲流（滲流（Seepage）液體在孔隙介質(zhì)（Pousmedium）中的流動(dòng)地下水（Groundwater）第一節(jié)第一節(jié)滲流的基本概念滲流的基本概念一、水在土壤中的狀態(tài)：一、水在土壤中的狀態(tài)：汽態(tài)水，附著水，薄膜水，毛細(xì)水和重力水（）。重力水（Gravitationalwater）：指在重力及液體動(dòng)水壓強(qiáng)作用下流動(dòng)的水，本章研究的對(duì)象。重力水與毛細(xì)水的界面：潛水面，浸潤(rùn)面(Watertable)二、土的滲流特性二、土的滲流

2、特性透水性：土壤允許水透過(guò)的性能，浚透系數(shù)均質(zhì)土均質(zhì)土（Homogeneoussoil）：土壤透水性能不隨地點(diǎn)改變；否則為非均質(zhì)土非均質(zhì)土（Heterogeneoussoil）各問(wèn)同性土各問(wèn)同性土（Isotropicsoil）：土壤在同一地點(diǎn)的各個(gè)方向的透水性能都相同（各個(gè)方向的滲透系數(shù)相同）否則為各向異性土各向異性土（Anisotropicsoil）。本章限于討論均質(zhì)各向同性土的滲流問(wèn)題。土壤的透水性能的與土壤的密實(shí)程度、土壤顆粒的均

3、勻程度、土的礦物成分和水溫等有關(guān)。土壤的孔隙率孔隙率(Posity)：）土體總條件（包括孔隙孔隙體積?n三、滲流模型三、滲流模型對(duì)復(fù)雜的滲流問(wèn)題進(jìn)行的簡(jiǎn)化，稱為滲流模壁：設(shè)想整個(gè)滲流區(qū)的全部空間是被水所充滿的連續(xù)流動(dòng)1滲流流速設(shè)土體有與滲流流速正交的斷面面積dA，通過(guò)的滲流流量為dQ滲流流速滲流流速（SeepagevelocityDarcyvelocity）dAdQu?dA上實(shí)際的孔隙面積=ndA實(shí)際流速(Pevelocity)u0=u

4、n或u=nu0u02水頭：滲流的流速水頭很小，可以忽略不計(jì)，總水頭＝測(cè)壓管水頭???pzH第二節(jié)第二節(jié)滲流的達(dá)西定律滲流的達(dá)西定律一達(dá)西試驗(yàn)和達(dá)西定律一達(dá)西試驗(yàn)和達(dá)西定律測(cè)得H1=h1，H2=h2水頭損失hw=H1－H2，水力坡度lHHlhJw21???斷面上各點(diǎn)流速u(mài)=斷面平均滲流流速v=QA結(jié)果：v=kJ在滲流流動(dòng)區(qū)域的邊界上，H或?要滿足一定的邊界條件，以均質(zhì)土壩中的無(wú)壓滲流為例：1不透水邊界（1－5）：邊界法向流速0??????

5、???nHknun即，或0???nH0????n2透水邊界：1－2：H1=h1；4－5：H2=h2且流速與該邊界正交3滲出段邊界（3－4）：p=0，H=垂向坐標(biāo)y（已知）4浸潤(rùn)面（2－3）：，且H=垂向坐標(biāo)y（待定）0???nH滲流解法簡(jiǎn)述(1)解析法：數(shù)學(xué)方法求解滲流微分方程得到解析解(2)數(shù)值解：微分方程的數(shù)值解法——有限元法、邊界元法等（3）圖解法(4)試驗(yàn)：水電比擬法第四節(jié)一維恒定漸變滲流工程中許多滲流問(wèn)題可以近似看作漸變流：近

6、似的平行直線流動(dòng)，可作一維流動(dòng)處理。且其過(guò)水?dāng)嗝婵梢钥醋魇菍掗煹木匦?。一、一維恒定漸變滲流的一般公式滲流過(guò)水?dāng)嗝嫔蠙M向速度分量＝0，即0????nHun所以過(guò)水?dāng)嗝嫔螲＝常數(shù)（等勢(shì)面）假設(shè)：漸變滲流的過(guò)水?dāng)嗝媸且黄矫?，任一流線的水力坡度近似相等，所以過(guò)水?dāng)嗝嫔先我稽c(diǎn)的流速const????dsdHkkJu或杜比公式（Dupuit）dsdHkkJAQv????與達(dá)西定律形式上相同，但含義有所不同。杜比公式在過(guò)水?dāng)嗝孀兓^大，且水面坡度較大