透水率和渗透性之间的区别----谢克
透水率和渗透性之间的区别----谢克
透水率和渗透性之间的区别很多人把透水率和渗透性等同看待，也没有太在乎试验方法之间的差别。
（1）透水率的概念也叫单位吸水率，是压水试验过程过程中，每分钟（min）每米(m)试段在每米(m)压头下的注入水量(L)。
单位国际标准采用吕荣Lu。
压水试验规范中说透水率“表达岩体透水性的指标”，个人感觉欠妥，把大家搞糊涂了。
正确的说法是“反映岩体可灌性的指标”，尽管和岩石渗透系数K有相关关系，甚至很好的相关关系，是不同的概念和机理。
希望将来哪位把它改过来。
下面再仔细讨论“透水率”和“渗透性”的恩恩怨怨！（2）透水率的工程意义首先，要把压水试验和常规的抽水、注水试验区别一下，目前认为它是为灌浆目的而进行的水文地质试验，就足够。
透水率是反映岩体可灌性的指标，其大小直接影响设计的方案。
比如基础防渗设计标准是3Lu，目前基础一下50米很多岩体透水率是5Lu，那么防渗设计一般要求做到（a）相对隔水层[封闭帷幕]或（b）足够深度[悬挂帷幕，要进行渗透计算确定]显然，如果是交钥匙工程，投标时资料不权，估计透水率比较小，结果中标后，补充勘察发现有大面积透水性很强的岩层。
工程意义就是，你的帷幕防渗工作量包不住，赔钱！意义重大。
（3）透水率吕荣Lu和渗透系数K的关系上面也提到了，数值上有很好的关系，工程中老总会用1Lu≈1.0E-7m/s来把透水率转化成渗透性。
这也是把大家搞糊涂的原因。
也不反对这个简化转换，确实有这个近似数值关系。
哈哈（4）两者的区别也是明显的：（a）两者不是线性关系层流状态可以用以上简化关系，如果是非稳定流，就不适合了。
规范说小于10Lu 可以直接数值转换，也有公式。
接触了Christin Kutzner德国岩土大坝专家的一本书，上面就有两者的曲线。
绝对不是线性的。
因此，大家要理解实践简化和真实解的区别。
（b）试验状态不一样常规渗透试验，如抽水、常水头、降水头渗透试验，都是利用稳定地下水位随时间的变化来确定的岩石的渗透系数的，关键的一条，对岩石本身的扰动很小，降落漏斗的形成、发展和水位恢复时间很长，是一个很“温柔”的试验过程。
岩石的渗透系数与渗透率区别与联系
某些岩石的渗透系数值2 渗透率2.1渗透率的定义渗透率:压力差为1pa 时,动力黏滞系数为lpa.s 的渗流液体，渗流通过面积为12m 长度为1m 的多孔介质，体积流量为13m 时，多孔介质的渗透率定义为12m 。
实际中采用2m μ为实用单位。
定义式为=10QL k A p μ∆，其中，各参量与以上的参量相同 2.2渗透率的物理意义及影响因素渗透率是表征土或岩石本身传导液体能力的参数，其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关,而与在介质中运动的液体性质无关。
渗透率（k ）用来表示渗透性的大小。
2.3渗透率的评价渗透率的评价级别平方微米（2m μ） 评价 1>1.0 渗透性极好 20.1—1.0 渗透性好 30.01—0.1 渗透性一般 4 0.001—0.1 渗透性差5 测定步骤5．1 试件描述试件干燥前，核对岩石名称和岩样编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述，并填入附录B。
5．2 测量试件尺寸对试件描述后，应核对编号，并测量尺寸。
在其高度方向的中部两个相互垂直的方向上测量直径，在过端面中心的两个相互垂直的方向上测量高度，将其平均值以及试件编号和试件轴线与层理方向的关系(⊥，//)，填入附录B。
5．3 压力选择5．3．1 入口端渗透气体压力视试件致密程度进行调节，一般为0．06～0．09MPa。
5．3．2 围压一般为0．4～0．5MPa。
5．4 皂膜流量计选择视试件渗透率的大小选用不同直径的皂膜流量计。
预计渗透率大的可选较大直径的皂膜流量计。
5．5 测定系统检验每次测定前用直径25mm、高径比1：1的实心钢柱代替试件，按图1装入试件夹持器，检验测定系统，测定系统如图2。
开动空气压缩机，顺序加围压和渗透压力至选定值，保持5min不漏气，确认系统完好。
图1 试件夹持器示意图1—上端盖；2、7—压片；3—橡胶套；4—夹持器外壳；5—试件(或钢柱)；6—下端盖；8—钢柱图2 渗透率测定系统示意图3 渗透系数与渗透率的区别与联系渗透系数和渗透率是两个完全不同的概念。
土力学第二章土的渗透性和渗透问题
渗流量 扬压力 渗水压力 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 边坡渗流
土坡稳定分析
Ch2 土的渗透性和渗流问题
Permeability and seepage problem of soil
§2.1 土的渗透性与渗透规律
Permeability and seepage law of soil
Permeability and seepage law of soil
三．渗透系数的测定及影响因素 1. 测定方法
• 室内试验方法1—常水头试验法 ▪试验装置：如图
▪试验条件: Δh，A，L=const
▪量测变量: Q，t
▪结果整理
Q qt vAt v ki i h
L
流体总体积
k QL Aht
Permeability and seepage problem of soil
渗透速度实际上是一种假想的平均速度！！
原因：假设水在土中渗流是通过整个土面积，而实际上水 仅通过土体中的孔隙
结果：水在土体中渗流的实际平均速度（ v s）比达西定律
求得的值大得多。
Q vA vs Av
vs
v
/
n
v(1 e) e
Seepage force and seepage deformaton
学习指导
学习目标 学习基本要求 参考学习进度
学习目标
掌握土的渗透定律与渗透力计算方法， 具备对地基渗透变形进行正确分析的能力。
学习基本要求
掌握土的渗透定律 掌握二维渗流及流网绘制 掌握土中渗流量计算 掌握土中水的渗透力与地基渗透变形分析
v cr
(m 1 )
粗粒土：
土的渗透性及水的渗流
m
kjH j
j 1
三、渗透系数的室内测定
渗透系数不能用理论方法求得，只能通过试验确定。
测定k值室内方法：定水头法、变水头法。
（1）定水头法
保持总水头差Δh不变，在t时间内，量得透过土样的
水量为Q，求k：
注水
根据达西定律
v Q ki k h
t.A
L
k QL A t h
L
h
适用于粗颗粒土，如中砂、粗砂
uA
i h L
△h代表单位重量液体从A点向B点流动时， 为克服阻力而损失的能量。
水力梯度:
水力坡降i 的物理意义为单位渗流长度上的 水力损失。
L为A、B两点间的渗流途径。
2024/11/15
例2-1 如图，求
一．a-a、b-b、c-c静水头 和总水头。
二．a-a至c-c,a-a至b-b,bb至c-c的水头损失；
例题：某基坑在细砂层中开挖，经施工抽水，待水位稳定后， 实测水位情况如图所示。据场地勘察报告提供；细砂层有关 物理力学性质指标如下：
sat 18.7kn / m3
k 4.5102 m m/ s
试求渗透水流的平均速度和 动水力(渗透力)，并判断是 否会产生流砂现象？
5.5m
细砂层
分析：1 v ki
v—断面平均渗透速度， 单位m/s或m/d； k—土的渗透系数 单位同v.
流速与水力梯度的 关系－砂土 砂土的水力梯度与 渗透速度呈线性关 系，符合达西渗透 定律。
适用范围：适用于层流范围，如砂土和一般的粘性土， 很粗的土或粘性很强的致密粘土不适合。
单位时间流过土截面A的水量q
流速与水力梯度的关系－粘土
则渗透系数k:
2.3 q lg( r2 )
2th土的渗透性和渗流问题讲解
? 土力学主要研究以下两个方面的渗透问题：
1. 渗透量的计算问题。
（1）在渠道输水工程中首先会需要对渗漏水量 进行估计。一般的渠道约有 40~60%的水漏走了。
（2）水库的渗透量问题：天开水库， 1959年建 成，5000万m3畜水量，但自建成以来就是干水 库。
① 根据流场的边界条件， 确定边界流线和边界等 势线 。如 图中A-B-C-D 为一流线①，不透水层为另 一流线⑤，上、下游透水面为两条等势线 1、11；
? ② 根据原则①和②初步绘制几条流线，每条流 线不能相交，但必与上、下游的等势面正交， 再从中央向两边绘等势线，要求等势线与流线 正交，成弯曲正方形；
Q = Aki = Ak dh ? 2? rh ?k dh
dr
dr
? Q dr ? 2? khdh
r
? ? Q r2 dr ? 2? k h2 hdh
r1 r
h1
k?
Q ln(r2 r1 )
?
2.3 Q
lg(r2 ?
r1 )
? (h22 ? h12 )
? h22 ? h12
(2-9)
2. k值的影响因素
图2-6 现场抽水试验
? 在试验井中连续抽水，待出水量和各井孔的水 位稳定后，就会形成一个以抽水井为轴心的漏 斗状的地下水面。
? 假设水流方向是水平的，则渗流过水断面就是 一系列的同心圆柱面， 任一过水断面的面积为：
A = 2πrh ? 该过水断面的水力坡降为 i：
i = dh/dr
? 根据达西定律，单位时间自井内抽出的水量为：
②孔隙比
渗透和渗透率
确定目标市场： 通过渗透率数据 了解潜在客户群 体，确定营销策 略的目标市场。
制定营销计划： 根据渗透率数据， 制定更有针对性 的营销计划，提 高营销效果。
优化产品定位： 通过渗透率数据， 了解潜在客户的 需求和偏好，优 化产品定位和功 能设计。
评估营销效果： 通过渗透率数据 的变化，评估营 销策略的效果和 价值，不断优化 和调整营销策略。
渗透在自然界和工程领域中都有广泛应用，如水文学、环境科学、石油工程等。
物质性质：不同 物质对渗透率的 贡献不同
温度：温度对渗 透率和物质性质 有影响
压力：压力对渗 透率和物质性质 有影响
浓度差：浓度差 是影响渗透率的 因素之一
定义：计算渗透率的公式 公式：渗透率 = (孔隙度 × 含水饱和度) / (孔隙度 × 含水饱和度 + 含油饱和度) 影响因素：孔隙度、含水饱和度、含油饱和度等 应用范围：适用于油藏工程和采油工程
确定产品开发方向：通过市场渗透 率了解市场需求和竞争情况，确定 产品开发方向和定位。
制定营销策略：根据市场渗透率制 定有针对性的营销策略，提高产品 的知名度和销售量。
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优化产品设计：根据目标用户的需 求和习惯，优化产品设计，提高产 品的市场渗透率。
监测市场变化：通过市场渗透率监 测市场变化和竞争态势，及时调整 产品策略和营销策略。
定义：单位时 间内通过某一 截面的溶质或 流体的量与该 截面面积之比
单位：通常以 平方米每秒或 立方米每小时
等表示
影响因素：孔 隙度、孔径、
润湿性等
应用：在石油、 天然气、水文 等领域中用于 描述流体在多 孔介质中的流 动特性
岩体的渗透特性解读
2.2
岩体的渗透性：
岩土体的渗透性
(3)岩溶介质渗流：岩溶介质渗流是岩体渗流最复杂的一种形式，由 于受岩溶的发育规律所控制，岩溶的渗流具有间歇性、隐伏性、封 闭性和地下水系等特点。 岩溶介质渗流的复杂性主要表现在以下三个方面： ①多循环系统共存 这是岩溶介质渗流最突出的特点之一。如一个 泉眼可能是一个循环系统的排泄点，也可能是几个循环系统的排泄 点。同时，单个系统在空间上可以相互交叉。 ②裂隙性渗流与管道型渗流共存。 ③多种渗流特征参数共存。
2.3
坝基渗透稳定性分析
现场渗透变形试验对于砂砾石土类有堤坝式、围堰式、现场试件式 等，以堤坝式较好。 如坝基下不深处有粘土隔水层， 则可使隔水墙嵌入粘土层，将试
验砂砾层全部封闭起来（图210）。如粘土层很深，可用半封 闭或不封闭堤坝式（隔水墙深为 设计水头的1/2）。试验坝的底宽 和长度分别为设计坝的1/100和 1/200。
在大坝靠上游面的地基中，平行坝铀线打一排或几排钻孔，在 高压下将水泥等浆液压入基岩的裂隙或断层破碎带中，待凝固后 就形成一道隔水的屏幕，称为防渗帷幕。帷幕的深度、厚度、灌 浆孔距、排距、灌浆压等参数，应根据水文地质工程地质条件、 建筑物规模及其防渗要求综合考虑，最好由现场灌浆试验确定。
图2-13 砂砾石坝基防渗 处理示意图
2.3
坝基渗透稳定性分析
现场试验也是逐级升压，逐级稳定，并经历试验与逐级减压两个阶 段。一般在每级压力下要稳定2～3h，所以试验历时较长。试验结束， 绘制流量与压力关系曲线或1gI~1gv关系曲线，以曲线转折点求出I。 （图2-12）
2.4
渗透变形的防治措施
控制坝基及地基的渗流，其主要任务可归结为三点： 一是尽量减少渗漏量； 二是提早释放渗透压力，保证地基与水工建筑物有足够的静力稳定 性； 三是防止渗透破坏，保证渗透稳定性。源自2.2 岩体的渗透性：
岩石的渗透系数与渗透率区别与联系
某些岩石的渗透系数值2 渗透率2.1渗透率的定义渗透率:压力差为1pa 时,动力黏滞系数为lpa.s 的渗流液体，渗流通过面积为12m 长度为1m 的多孔介质，体积流量为13m 时，多孔介质的渗透率定义为12m 。
实际中采用2m μ为实用单位。
定义式为=10QL k A p μ∆，其中，各参量与以上的参量相同 2.2渗透率的物理意义及影响因素渗透率是表征土或岩石本身传导液体能力的参数，其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关,而与在介质中运动的液体性质无关。
渗透率（k ）用来表示渗透性的大小。
2.3渗透率的评价渗透率的评价级别平方微米（2m μ） 评价 1>1.0 渗透性极好 20.1—1.0 渗透性好 30.01—0.1 渗透性一般 4 0.001—0.1 渗透性差5 测定步骤5．1 试件描述试件干燥前，核对岩石名称和岩样编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述，并填入附录B。
5．2 测量试件尺寸对试件描述后，应核对编号，并测量尺寸。
在其高度方向的中部两个相互垂直的方向上测量直径，在过端面中心的两个相互垂直的方向上测量高度，将其平均值以及试件编号和试件轴线与层理方向的关系(⊥，//)，填入附录B。
5．3 压力选择5．3．1 入口端渗透气体压力视试件致密程度进行调节，一般为0．06～0．09MPa。
5．3．2 围压一般为0．4～0．5MPa。
5．4 皂膜流量计选择视试件渗透率的大小选用不同直径的皂膜流量计。
预计渗透率大的可选较大直径的皂膜流量计。
5．5 测定系统检验每次测定前用直径25mm、高径比1：1的实心钢柱代替试件，按图1装入试件夹持器，检验测定系统，测定系统如图2。
开动空气压缩机，顺序加围压和渗透压力至选定值，保持5min不漏气，确认系统完好。
图1 试件夹持器示意图1—上端盖；2、7—压片；3—橡胶套；4—夹持器外壳；5—试件(或钢柱)；6—下端盖；8—钢柱图2 渗透率测定系统示意图3 渗透系数与渗透率的区别与联系渗透系数和渗透率是两个完全不同的概念。
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透水率和渗透性之间的区别
很多人把透水率和渗透性等同看待，也没有太在乎试验方法之间的差别。
（1）透水率的概念
也叫单位吸水率，是压水试验过程过程中，每分钟（min）每米(m)试段在每米(m)压头下的注入水量(L)。
单位国际标准采用吕荣Lu。
压水试验规范中说透水率“表达岩体透水性的指标”，个人感觉欠妥，把大家搞糊涂了。
正确的说法是“反映岩体可灌性的指标”，尽管和岩石渗透系数K有相关关系，甚至很好的相关关系，是不同的概念和机理。
希望将来哪位把它改过来。
下面再仔细讨论“透水率”和“渗透性”的恩恩怨怨！
（2）透水率的工程意义
首先，要把压水试验和常规的抽水、注水试验区别一下，目前认为它是为灌浆目的而进行的水文地质试验，就足够。
透水率是反映岩体可灌性的指标，其大小直接影响设计的方案。
比如基础防渗设计标准是3Lu，目前基础一下50米很多岩体透水率是5Lu，那么防渗设计一般要求做到（a）相对隔水层[封闭帷幕]或（b）足够深度[悬挂帷幕，要进行渗透计算确定]显然，如果是交钥匙工程，投标时资料不权，估计透水率比较小，结果中标后，补充勘察发现有大面积透水性很强的岩层。
工程意义就是，你的帷幕防渗工作量包不住，赔钱！意义重大。
（3）透水率吕荣Lu和渗透系数K的关系
上面也提到了，数值上有很好的关系，工程中老总会用1Lu≈1.0E-7m/s来把透水率转化成渗透性。
这也是把大家搞糊涂的原因。
也不反对这个简化转换，确实有这个近似数值关系。
哈哈
（4）两者的区别也是明显的：
（a）两者不是线性关系
层流状态可以用以上简化关系，如果是非稳定流，就不适合了。
规范说小于10Lu 可以直接数值转换，也有公式。
接触了Christin Kutzner德国岩土大坝专家的一本书，上面就有两者的曲线。
绝对不是线性的。
因此，大家要理解实践简化和真实解的区别。
（b）试验状态不一样
常规渗透试验，如抽水、常水头、降水头渗透试验，都是利用稳定地下水位随时间的变化来确定的岩石的渗透系数的，关键的一条，对岩石本身的扰动很小，降落漏斗的形成、发展和水位恢复时间很长，是一个很“温柔”的试验过程。
再看压水试验，都用很大的压力水头，在钻孔周围迅速形成水位压力差，虚拟反漏斗。
并不需要原来地下水的参与，干孔照样可以试验。
对岩石裂隙张开度、充填物的影响是肯定的，是一个“急暴”的试验过程。
因此，也有大师提出这个问题，在这本书里有介绍。
《水利水电工程灌浆与地下水
排水》（马国彦、林秀山著）由中国水利水电出版社于2001年1月出版发行。
国际工程地质与环境学会理事长、中国工程院院士、中国岩石力学与工程学会理事长王思敬为本书作序。
看到简介，觉得很有道理。
提出了利用原始透水率新概念去评价岩体的透水性，而不是用现行压水试验的两种方法，即用有可能比原始透水率大许多倍的破坏性岩体透水率概念去评价岩体的透水性。
同样也提出了利用原始透浆率新概念去评价岩体的可灌性，而不是用有可能比原始透浆率大许多倍的破坏性岩体透浆率去评价岩体的可灌性，知道这个就足够了。
（5）灌浆标准问题
压水试验是灌浆试验的一个模拟，只不过一个是用水，一个是用水泥+添加剂。
看了国内外的坝基防渗标准，感觉都不一样，但有大概相同的地方。
国内按坝高分，高坝或特殊意义的大坝，防渗可能需要<1Lu，采用细磨水泥或化学灌浆；中坝一般是按3-5Lu控制；低坝是5Lu。
国外是高坝5Lu，中低坝5-10Lu。
稍微宽松一点。
大概如此，但有特殊要求的要单独论证。
由初步设计阶段的设计准则来定，一般是设计者、业主和咨询都认可的。