3-1 土的渗透性
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3第三章-土的渗透性
②设臵水平铺盖 上游设臵水平铺盖，与坝体防渗体连接，延长了水流渗透路径
粘土铺盖
③设臵反滤层
水位
回填中粗砂 砂垫层 加筋土工布 抛石棱体
设臵反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而 产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也 可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层
1
2
图2-8 成层土的渗透系数
2
1
每一分层的单宽流量为：
h qi K i hi L 总的单宽流量为：
h h n q qi K i hi Ki hi L L i 1 i 1 i 1
n n
或
h q Khh L
n
h h Khh Ki hi L L i 1
二、结合水膜的厚度：粘性土中的结合水膜较厚，
会减小土的孔隙，降低土的渗透性。
三、土的结构构造：土的成层构造使土的各向渗透
性不同。
四、水的粘滞度：动力粘滞系数随水温发生明显的变
化。水温愈高，水的动力粘滞系数愈小，土的渗透系数则 愈大。
五、土中气体：土中封闭气体阻塞渗流通道，使土的
渗透系数降低。封闭气体含量愈多，土的渗透性愈小。
总渗透力：
w h1 A= w h2A +J J=wh1A-wh2A =w(h1 - h2)A=whA
以孔隙水为研究对象
h h1 h2
A
L
单位体积渗透力： GD=J/(AL)=whA/(A L) =w i
j —渗透力，KN/m3； i —水力坡度； w ——水的重度,KN/m3 渗透力为体积力
第3章 土的渗透性和渗流
板桩墙
基坑
渗流问题 1.渗流量（降水办法） 2.渗透破坏（流砂）
透水层 不透水层
§3.1 概 述
土坝蓄水后水透
土石坝坝基坝身渗流 过坝身流向下游
防渗体
坝体 浸润线
渗流问题： 1.渗流量？ 2.渗透破坏？
透水层
3.渗透力？
不透水层
§3.1 概 述 水井渗流
Q 天然水面
透水层
不透水层
渗流问题： 1.渗流量Q？ 2.降水深度？
土愈密实，k值得愈小。试
• 土的密实度
验表明，对于砂土，k值对数与孔
• 土的饱和度
隙比及相对密度呈线性关系；对
• 土的结构和构造 粘性土，孔隙比对k值影响更大。
（2）水的性质
§3.2 土的渗透性
4.影响土的渗透系数主要因素
（1）土的性质
• 粒径大小及级配 • 土的密实度
• 土的饱和度 • 土的结构和构造
第3章 土的渗透性和渗流
§3.1 概
述
§3.2 土的渗透性
§3.3 土中二维渗流及流网
§3.4 渗透破坏与控制
§3.1 概 述
土是一种三相组成的多孔介质，其孔隙在空 间互相连通。如果存在水位差的作用，水就会在 土的孔隙中从能量高的点向能量低的点流动。
水等液体在土体孔隙中
流动的现象称为渗流。
土具有被水等液体透过
k1
h1 L1
k2
h2 L2
已知：L1=L2=40cm, k1= 2k2，故2△h1= △h2 ，
代入△h1+△h2 = △h=30cm得：
△h1=10cm，△h2 = 20cm
由此可知，测压管中的水面将升至右端水面以上10cm处。
基坑
渗流问题 1.渗流量（降水办法） 2.渗透破坏（流砂）
透水层 不透水层
§3.1 概 述
土坝蓄水后水透
土石坝坝基坝身渗流 过坝身流向下游
防渗体
坝体 浸润线
渗流问题： 1.渗流量？ 2.渗透破坏？
透水层
3.渗透力？
不透水层
§3.1 概 述 水井渗流
Q 天然水面
透水层
不透水层
渗流问题： 1.渗流量Q？ 2.降水深度？
土愈密实，k值得愈小。试
• 土的密实度
验表明，对于砂土，k值对数与孔
• 土的饱和度
隙比及相对密度呈线性关系；对
• 土的结构和构造 粘性土，孔隙比对k值影响更大。
（2）水的性质
§3.2 土的渗透性
4.影响土的渗透系数主要因素
（1）土的性质
• 粒径大小及级配 • 土的密实度
• 土的饱和度 • 土的结构和构造
第3章 土的渗透性和渗流
§3.1 概
述
§3.2 土的渗透性
§3.3 土中二维渗流及流网
§3.4 渗透破坏与控制
§3.1 概 述
土是一种三相组成的多孔介质，其孔隙在空 间互相连通。如果存在水位差的作用，水就会在 土的孔隙中从能量高的点向能量低的点流动。
水等液体在土体孔隙中
流动的现象称为渗流。
土具有被水等液体透过
k1
h1 L1
k2
h2 L2
已知：L1=L2=40cm, k1= 2k2，故2△h1= △h2 ，
代入△h1+△h2 = △h=30cm得：
△h1=10cm，△h2 = 20cm
由此可知，测压管中的水面将升至右端水面以上10cm处。
3 土力学(permeability)土的渗透性及渗流
各类土的渗透系数
k反映了土渗透性的强弱
砾砂、粗砂 中砂 细砂、粉砂 粉土 粉质黏土 黏土
10-3~10-4 m/s
10-4~10-5 m/s
10-5~10-6 m/s
10-6~10-8 m/s
10-8~10-9 m/s
10-9~10-12 m/s
砂、砾的透水性强，可以起到排水作用； 粘性土的透水性弱，可以起到截水的作用。 砾砂、粗砂、中砂属强透水材料，粉、细砂属中透水性材料， 粉土属弱透水材料，粉质粘土属于基本不透水材料， 粘土属于不透水材料。
不透水层
成层地基竖向等效渗透系数
Equivalent permeability determination- ertical flow in stratified soil
kV eq H H1 H 2 H 3 Hn kV kV kV kV 1 2 3 n
土石坝坝基坝身渗流
防渗斜墙及铺盖
土石坝
浸润线
渗流量
透水层
不透水层
渗透变形
板桩围护下的基坑渗流
板桩墙
渗水压力
渗流量
基坑
透水层 不透水层
渗透变形
扬压力
水井渗流
Q
天然水面
透水层
渗流量
不透水层
渠道渗流
渗流量
渗流时地下水位
原地下水位
土的渗透性及渗透规律
渗流量
渗透力与渗透变形
渗透变形 渗流滑坡
挡水建筑物 集水建筑物 引水结构物 基坑等地下施工 多雨地区边坡
依据(b) 达西定律 v = ki Kozen-Carman公式表达式
土的渗透性
第二章土的渗透性一、名词解释渗流：水在能量差的作用下在孔隙通道中流动的现象。
渗透性：水在能量差的作用下在土孔隙通道中渗流的性能。
水力梯度：总水头差Δh 与渗流路径长度L之比,表达式为i＝Δh/L。
达西定律：在层流状态下，水在土中的渗透速度与水力梯度成正比关系，表达式为v=ki。
渗透系数：是一个表示土体渗透性强弱的指标，它等于单位水力梯度时的渗透速度，k=v/i。
渗透力：土体中的渗透水流作用在单位体积土体中土颗粒上的力，它是一种体积力，表达式为F d=γw*i。
临界水力梯度：当水的渗透方向从下向上，竖直向上的渗透力等于土的浮重度时的水力梯度。
渗透破坏：土由于渗流作用而出现的破坏或变形现象，渗透破坏的两种基本类型是流砂和管涌。
二、填空题1．层流正比 2．常水头法变水头法3．流砂管涌 4．自下而上的渗透力超过土的有效重度。
三、简答题1．答案：在向上的渗透水流作用下，在渗流溢出口一定范围内，土颗粒或其集合体浮扬向上移动或涌出的现象叫流砂。
任何类型的土，只要满足水力梯度大于临界水力梯度这一水力条件，就要发生流沙现象。
防止流砂的措施主要有：（1）减小水头差，如采用井点降水措施来人工降低地下水位；（2）增加渗流路径长度，如打钢板桩、制作水泥搅拌桩、设地下连续墙和注浆挡水帷幕。
2．答案：在渗透水流作用下，土中细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动以致被水流带走，随着孔隙不断扩大，渗透速度的不断增加，较粗的颗粒也被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷的现象叫管涌。
无粘性土产生管涌的2个必要条件是：（1）几何条件，土中粗颗粒所构成的孔隙直径大于细颗粒的直径，一般不均匀系数大于10的土中才会发生管涌；（2）水力条件，渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动，即渗透水流的水力梯度超过管涌的临界水力梯度。
防止管涌现象，一般可从两个采取措施：（1）改变几何条件，如在渗流溢出部位铺设反虑层；（2）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。
第3章 土的渗透性和渗透变形
第三节
渗透力和渗透变形
二、渗透变形 （一）渗透变形的形式
土在渗透力的作用下，而发生变形或破坏的现象称为 渗透变形（或渗透破坏），渗透变形包括两种基本形式。 （1）流土 流土是指在向上的渗透水流作用下，表层 土局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮、移动的现象。 流土发生于地基或土坝下游渗流出逸处，而不发生于土体 内部。如图3-14发生在堤坝下游渗流逸出处。
第三章 土的渗透性和渗透变形
内容提要：本章介绍土的渗透规律、渗透力和 渗透变形规律
第一节
概
述
水在土体孔隙中流动的现象称为渗流。土具有被水体 透过的性质称为土的渗透性。本章主要研究饱和土的渗透 性以及由渗流引起的渗透变形问题。 作为土木、水利工程对象的地基或土工建筑物内一般 都存在着各种形态的水分，而土本身又具有渗透性，所以 会产生各种各样的工程问题： （1）水的问题 指在工程中由于水本身所引起的工程 问题。如基坑、隧道等开挖工程中普遍存在的排水问题 土坝中的渗透水量损失问题等。
L ----渗径长度；
A----试样截面积； h ----试验时水头差。
第二节
土的渗透规律
2、变水头试验法----适用于粉土和粘土 变水头法是在整个试验过程中，水头是随时间变化 的，其实验装置如图3-5（P71）。 设细玻璃管的内截面积为 a 。经时段 dt ，细玻璃管中 水位下降 dh ，则在时段内流经试样的流量为：
' '
孔隙水应力和有效应力的分布如图3-22（b）。
第四节 饱和土中孔隙水压力和有效应力的计算
（2）向上渗流情况 图3-24表示水向上的情况。在a-a断面的总应力为： h1 sat h2 孔隙水压力为： u h h1 h2 h 则有效应力为：
土的渗透性和渗流
其中 k 是一个重要参数，称为土的渗透系数 。它 相当于水力坡降 i = 1时的渗透速度，故其量纲与 流速相同，mm/s或m/day。
3. 达西定律的讨论
(1) 渗透速度v并不是土孔隙中水的实际平均速度， 因为公式推导中采用的是试样的整个断面积 A ， 其中包含了土粒骨架所占的部分面积在内。真 实的过水面积AV小于A，因而实际平均流速vs 应大于v。一般称v为假想渗流速度。水流应当 连续：A·v = Av·vs = vs·nA，∴vs = v/n 。 其实vs也并非渗流的真实速度。对工程有直接 意义的还是宏观的流速（假想渗流速度）v。
i=1
i=1
n
n
1 n kx = ∑ki Hi H i=1
(2-10)*
2. 垂直渗流
∆h3 ∆h2 ∆h1 ∆h
∆h
k1 k2 k3 承 压 水 (a) 原型示意图
H1 H2 H3 H H
kz
(b) 等效图
图2-8 层状土的垂直渗流情况
其特点有： （1）通过各层土的流量与等效土层的流量均相 同，即： qz = q1z = q2z = q3z = ·····，v = v1 = v2 = v3 = ······ （2）流经等效土层的水头损失等于各土层的水 头损失之和，即： ∆h = ∆h1 + ∆h2 + ∆h3 + ····· = Σhi
(2-9)
2. k值的影响因素
(1) 土的性质对k值的影响有以下几个方面： ①粒径的大小及组配：纯粗砂土 k = 0.01 ~ 1 cm/s；细砂土k = 0.001 ~ 0.05 cm/s；粉土 k = 0.00001 ~ 0.0005 cm/s 。砂土颗粒大小及组配 对k的影响主要表现在土的有效粒径d10对k的 影响较大，有人建议用下式表示：k = cd102 ②孔隙比 孔隙比对k的影响较大。 一些学者建议，对砂土用k = f (e2)， f [e2/(1+e)]， f [e3 /(1+e)]表示
土力学：土的渗透性及渗流
13
3.3.2 流网特征及绘制
等势线表示测压管水头齐平的线，流线表示水质点的运动路线。
1、流网的特征
（1）等势线与流线正交；
（2）流线与等势线构成的各网格长宽比为常数，通常 b / L 1 ；
（3）相邻等势线之间的水头损失相等； （4）各流槽的渗流量相等。
即正交、等比、等水位差、等流量。
2、流网的绘制
土的渗透性及渗流
基本要求：
掌握土的层流渗透定律及渗透性指标；
熟悉渗透性指标的测试方法及影响因素，渗流时渗水量
的计算，渗透破坏与渗流控制问题； 了解二维渗流及流网的概念和应用。
1
本章内容
3.1 概述 3.2 土的渗透性 3.3 土中二维渗流及流网 3.4 渗透破坏与控制
2018/10/22
hi
Hi qy k iy
n
总水头差为： 用等效渗透系数
h hi q y
i 1 i 1
n
Hi k iy
k y表示
H h q y ky
ky H
因此：
k x 由 ki max 控制， k y 由 ki min 控制。
2018/10/22
H
i 1
n
i
/ kiy
12
t
2018/10/22
8
2、现场试验
在现场设置一个抽水井（直径15cm以上）和两个以上的观测井。边抽 水边观察水位情况，当单位时间从抽水井中抽出的水量 q 稳定，并且 抽水井及观测井中的水位稳定之后，测定抽水井和观测井的水位。
qk
dh 2rh dr
q
r2
r1
h2 dr 2k hdh h1 r
土的渗透性及渗流
3.3.2 不同土渗透3.3系土的渗透系数 数的范围
1、P37，表3-2. 2、卡萨哥兰德三界限值
K=1.0cm/s为土中渗流的层流与紊流的界限； K=10-4cm/s为排水良好与排水不良的界限，也是 对应于发生管涌的敏感范围； K=10-4cm/s大体上为土的渗透系数的下限。
3、在孔隙比相同的情况下，粘性土的渗透系 数一般远小于非性土。
水井渗流
Q
天然水面
不透水层
透水层 渗流量
渠道渗流
原地下水位
渗流量
渗流时地下水位
渗流滑坡
渗流滑坡
板桩围护下的基坑渗流 板桩墙
基坑
透水层 不透水层
渗水压力 渗流量 渗透变形 扬压力
土石坝坝基坝身渗流 防渗斜墙及铺盖
不透水层
土石坝
浸润线
渗流量
透水层 渗透变形
本章研究内 容
土的渗流 土的变形 土的强度
讨论 ❖ 砂土、粘性土：小水流为层流，渗透规律符合
达西定律，-i 为线性关系
❖ 粗粒土： i 小、 大水流为层流，渗透规律符合 达西定律，-i 为线性关系 i 大、 大水流为紊流，渗透规律不符合 达西定律，-i 为非线性关系
3.3.1 渗透系数的3.3 土的渗透系数
影响因素1
1、孔隙比
v
nvs
e 1 e
素2
3、土的饱和度
土的饱和度愈低，渗透系数愈小。因为低饱和土 的孔隙中存在较多气泡会减小过水面积，甚至赌 塞细小孔道。
4、温度
渗透系数k实际上反映流体经由土的孔隙通道时 与土k颗20 粒k间T 摩T 擦20力或粘滞滞T系、性数2。，0分可别而查为流表T℃体和2的0℃粘时水滞的性动力与粘 其温度有关。试验测得的渗透系数kT需经温度修 正（P36,表3-1）
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第 3章
土的渗透性及渗流
主要内容： 主要内容： 1 概述 2 土的渗透性 基本概念、土的层流渗透定律、 基本概念、土的层流渗透定律、渗透试验 3 土中二维渗流及流网 (了解 了解) 了解 4 渗透破坏与控制
3-1
土的三相性
概
述
孔隙水 能量差
孔隙水流动
多孔介质
渗透：在水位差的作用下，水透过土体孔隙的现象。 渗透：在水位差的作用下，水透过土体孔隙的现象。 土的渗透性：土具有被水透过的性能。 土的渗透性：土具有被水透过的性能。
3-2
土的渗透性
一、渗透的基本概念 1 渗流
水在土中的渗流是 由水头差或水力梯度 引起的，是由势能转 换为动能的表现。
pA pB
2.水头的定义
p
p
如果忽略流速的影响， 如果忽略流速的影响，则
p
3.水头差(A点与B点)
pA
pA pB
pB
4.水力坡降 水力梯度:单位流程总离的水头损失 水力梯度，
q ln ( r2 r1 ) k= π ( h22 h12 )
抽水量q 抽水量q
r1
r
r2 dr h2
井 透水层 地下水位 不透水层
dh h1
h
优点： 优点：可获得现场较为可靠 的平均渗透系数 缺点：费用较高，耗时较长 缺点：费用较高，
3 影响渗透系数的主要因素
（1）土的粒径成分 ） 一般土粒愈粗，大小愈均匀，形状愈圆滑，k值愈大； 粗粒土中含有细粒土时，随细粒土含量的增加，k值急剧 下降。 （2）土的密实度 ） 土愈密实，k值愈小。
i
3、达西定律的流速问题 、
A
q = vA = kiA
q vA v 1+ e v = = = = v Av Av n e
'
Av
v = v ′n = v ′
e 1+ e
由于水在土中流动的实际路径十分复杂，以后 研究的渗流速度均指这种假象的平均流速v.
三 渗透试验和渗透系数
常水头试验法 变水头试验法 井孔抽水试验 井孔注水试验
3 影响渗透系数的主要因素
（3）土的饱和度 ） 一般情况下饱和度愈低，k值愈小。 孔隙中存在的较多气泡会减少过水面积，甚至堵塞细小 孔道。 （4）土的结构（多指细粒土） ）土的结构（多指细粒土） 扰动土样和击实土样的k值通常均比同一密度原状土的 k值小。
3 影响渗透系数的主要因素
（5）水温 ） 水温愈高，水的动力粘滞系数愈小，土的k值则愈大。
室内试验测定方法 室内试验测定方法 野外试验测定方法 野外试验测定方法
1室内渗透试验测定渗透系数 室内渗透试验测定渗透系数
（1）常水头法 ）
t →V
VL k = Aht
图3-7 常水头渗透试验
2010-8-18
常水头渗透试验装置
1室内渗透试验测定渗透系数 室内渗透试验测定渗透系数
（2）变水头法 ） 土样的截面积A，高度为L 储水管截面积为a 试验开始储水管水头为h1 经过时间t后降为h2 时间dt内水头降低dh，水量为 Q=-adh 另外 dQ=kiAdt=k(h/L)Adt 图3-8 变水头渗透试验
标准温度 《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）采用的标 准温度是20℃，其他温度测试的k值要修正成标准温度下的 ℃ k值。
土的渗透系数参考值
土类 纯砾 纯砾与砾混合物 极细砂 粉土、砂与粘土 混合物 粘土 渗透系数k(cm/s) >10-1 10-3~10-1 10-5~10-3 10-7~10-5 <10-7 渗透性 高渗透性 中渗透性 低渗透性 极低渗透性 几乎不透水
3-1 概
土石坝坝基坝身渗流
述
浸润线
渗流量 渗透变形
透水层 不透水层
3-1
概
述
板桩围护下的基坑渗流
板桩墙
基坑
渗流量
透水层
渗透变形
不透水层
3-1
渠道渗流
概
述
渗流量
渗流时地下水位
3-1 概
渗流滑坡
述
3-1
渗透所引起的问题： 渗透所引起的问题： 1. 水的问题 2. 土的问题
概
述
渗透规律、 渗透规律、渗透破坏和渗透控制
1、达西定律
1856年法国工程 年法国工程 师达西对砂土 砂土进 师达西对砂土进 行渗透试验 渗透试验播放
结论： 结论：
水在土中的渗透速度与试 样的水力梯度成正比
达西定律
v=ki
k：渗透系数
2、几类土中达西定律的表现 、
v
v
v vcr
v=c i
v = ki
o 砂土
i
o ib 密实粘土
o i
砾土
3-2
土的渗透性
重点） 二、土的层流渗透定律 （重点） 土体孔隙一般很小，水在土体中流速缓慢， 因此流动状态属于层流 流动状态属于层流，即相邻两个水分子运动 流动状态属于层流 的轨迹相互平行而不混流。 法国工程师达西 达西（1855年）通过对均匀砂进 达西 行大量渗透试验，得出了层流条件下，土中水渗 渗 流速度与能量（水头）损失之间关系的渗流规律， 流速度与能量（水头）损失 水力梯度 即达西定律。
h1 h2
流入和流出相等： 即 -adh= k(h/L)Adt
aLdh dt = kAh
整理并积分得
t2 t1
h2 h1
t2 t1
h1 h2
由此求得渗透系数：
h1 t2 t1 h2
2 现场测定渗透系数（抽水试验） 现场测定渗透系数（抽水试验）
A = 2π rh
i = dh dr
观测孔
dh q = Aki = 2π rh k dr dr q = 2π khdh r r2 dr h2 q∫ = 2π k ∫ hdh r1 r h1
土的渗透性及渗流
主要内容： 主要内容： 1 概述 2 土的渗透性 基本概念、土的层流渗透定律、 基本概念、土的层流渗透定律、渗透试验 3 土中二维渗流及流网 (了解 了解) 了解 4 渗透破坏与控制
3-1
土的三相性
概
述
孔隙水 能量差
孔隙水流动
多孔介质
渗透：在水位差的作用下，水透过土体孔隙的现象。 渗透：在水位差的作用下，水透过土体孔隙的现象。 土的渗透性：土具有被水透过的性能。 土的渗透性：土具有被水透过的性能。
3-2
土的渗透性
一、渗透的基本概念 1 渗流
水在土中的渗流是 由水头差或水力梯度 引起的，是由势能转 换为动能的表现。
pA pB
2.水头的定义
p
p
如果忽略流速的影响， 如果忽略流速的影响，则
p
3.水头差(A点与B点)
pA
pA pB
pB
4.水力坡降 水力梯度:单位流程总离的水头损失 水力梯度，
q ln ( r2 r1 ) k= π ( h22 h12 )
抽水量q 抽水量q
r1
r
r2 dr h2
井 透水层 地下水位 不透水层
dh h1
h
优点： 优点：可获得现场较为可靠 的平均渗透系数 缺点：费用较高，耗时较长 缺点：费用较高，
3 影响渗透系数的主要因素
（1）土的粒径成分 ） 一般土粒愈粗，大小愈均匀，形状愈圆滑，k值愈大； 粗粒土中含有细粒土时，随细粒土含量的增加，k值急剧 下降。 （2）土的密实度 ） 土愈密实，k值愈小。
i
3、达西定律的流速问题 、
A
q = vA = kiA
q vA v 1+ e v = = = = v Av Av n e
'
Av
v = v ′n = v ′
e 1+ e
由于水在土中流动的实际路径十分复杂，以后 研究的渗流速度均指这种假象的平均流速v.
三 渗透试验和渗透系数
常水头试验法 变水头试验法 井孔抽水试验 井孔注水试验
3 影响渗透系数的主要因素
（3）土的饱和度 ） 一般情况下饱和度愈低，k值愈小。 孔隙中存在的较多气泡会减少过水面积，甚至堵塞细小 孔道。 （4）土的结构（多指细粒土） ）土的结构（多指细粒土） 扰动土样和击实土样的k值通常均比同一密度原状土的 k值小。
3 影响渗透系数的主要因素
（5）水温 ） 水温愈高，水的动力粘滞系数愈小，土的k值则愈大。
室内试验测定方法 室内试验测定方法 野外试验测定方法 野外试验测定方法
1室内渗透试验测定渗透系数 室内渗透试验测定渗透系数
（1）常水头法 ）
t →V
VL k = Aht
图3-7 常水头渗透试验
2010-8-18
常水头渗透试验装置
1室内渗透试验测定渗透系数 室内渗透试验测定渗透系数
（2）变水头法 ） 土样的截面积A，高度为L 储水管截面积为a 试验开始储水管水头为h1 经过时间t后降为h2 时间dt内水头降低dh，水量为 Q=-adh 另外 dQ=kiAdt=k(h/L)Adt 图3-8 变水头渗透试验
标准温度 《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）采用的标 准温度是20℃，其他温度测试的k值要修正成标准温度下的 ℃ k值。
土的渗透系数参考值
土类 纯砾 纯砾与砾混合物 极细砂 粉土、砂与粘土 混合物 粘土 渗透系数k(cm/s) >10-1 10-3~10-1 10-5~10-3 10-7~10-5 <10-7 渗透性 高渗透性 中渗透性 低渗透性 极低渗透性 几乎不透水
3-1 概
土石坝坝基坝身渗流
述
浸润线
渗流量 渗透变形
透水层 不透水层
3-1
概
述
板桩围护下的基坑渗流
板桩墙
基坑
渗流量
透水层
渗透变形
不透水层
3-1
渠道渗流
概
述
渗流量
渗流时地下水位
3-1 概
渗流滑坡
述
3-1
渗透所引起的问题： 渗透所引起的问题： 1. 水的问题 2. 土的问题
概
述
渗透规律、 渗透规律、渗透破坏和渗透控制
1、达西定律
1856年法国工程 年法国工程 师达西对砂土 砂土进 师达西对砂土进 行渗透试验 渗透试验播放
结论： 结论：
水在土中的渗透速度与试 样的水力梯度成正比
达西定律
v=ki
k：渗透系数
2、几类土中达西定律的表现 、
v
v
v vcr
v=c i
v = ki
o 砂土
i
o ib 密实粘土
o i
砾土
3-2
土的渗透性
重点） 二、土的层流渗透定律 （重点） 土体孔隙一般很小，水在土体中流速缓慢， 因此流动状态属于层流 流动状态属于层流，即相邻两个水分子运动 流动状态属于层流 的轨迹相互平行而不混流。 法国工程师达西 达西（1855年）通过对均匀砂进 达西 行大量渗透试验，得出了层流条件下，土中水渗 渗 流速度与能量（水头）损失之间关系的渗流规律， 流速度与能量（水头）损失 水力梯度 即达西定律。
h1 h2
流入和流出相等： 即 -adh= k(h/L)Adt
aLdh dt = kAh
整理并积分得
t2 t1
h2 h1
t2 t1
h1 h2
由此求得渗透系数：
h1 t2 t1 h2
2 现场测定渗透系数（抽水试验） 现场测定渗透系数（抽水试验）
A = 2π rh
i = dh dr
观测孔
dh q = Aki = 2π rh k dr dr q = 2π khdh r r2 dr h2 q∫ = 2π k ∫ hdh r1 r h1