第三章 土的渗透性及渗流讲解
• (5)．土的温度： 温度高, 粘滞阻力小。
• (6)．土的构造： 层理的方向性, 夹层的影响。
• §3 . 3 土中二维渗流及流网
• 3 . 3 . 1 二维渗流方向
• 稳定渗流：渗流场中水头及流速等要素 随时间改变的渗流。
• 3 . 3 . 2 流网的特征与绘制
• 1. 流网的特征
• 流网：由流线和等势线所组成的曲线正交网格。
形甚至渗透破坏； • 渗流控制问题:采用工程措施，使渗流量或渗透变形满足设计
要求。
•
§3 . 2 土的渗透性
3 . 2 . 1 渗流基本概念
(1)．水头：
2
h
p z
(伯努利定理)，土中水渗透速度太小,可
忽略，故有 2g vw
h p z
(2)． 水头差：
h h h ( p A) ( p )
(3)．水力坡度： i h l
3 . 2 . 2 土的层流渗透定律
1．基本概念
（1）流线：水质点的运动切线的连线称为流线；
（2）层流：如果流线互不相交，则水的运动称为层流；
（3）紊流：如果流线相交，水中发生局部旋涡，则称为紊 流。
一般土（粘性土及砂土等）的孔隙较小，水在土体流动过程 中流速十分缓慢，因此多数情况下其流动状态属于层流。
h Nd
i (b 1) h b L Nd L
若
b L 1则高渗透量,为
Nf ( h )i Nf
2 Nf
Nd
其中：Nf 为流槽数。Nd为等势线数减1。
• §3 . 4 渗透破坏与控制
(1). 渗透力的作用,土颗粒流失或局部土体位移而产生破坏.如,流 砂和管涌。
终导致土体塌陷的现象.
• 潜蚀：自然状态下,由于地下水的蚀)作用。
• 2．管涌产生的条件： • 几何条件：孔道直径大于颗粒直径,不均匀系数CU ＞ 10的
土,才会发生管涌。
• 水力条件：足够的水力梯度,渗流力能带到细颗粒在孔隙间 滚动或移动。
• 3．防治措施 • ①．改善水力条件： 降低水力梯度 • ②．改善几何条件： 渗透出口反压
• 流线：水质点的流动轨迹.某点的切线方向为速度矢量方向。
• 等势线：渗流场中势能或水头的等值线。
• 流网的特征：(1)．流线与等势线互相正交。
•
(2)．流网常取为1：1的正方形网格。
•
(3). 相邻等势线之间的水头损失相等。
•
(4)．各个流槽的流渗量相等。
2． 流网的绘制
步骤：
(1)．按一定比例画出结构物和土层的剖面图。
颗粒群发生悬浮,动的现象，(多发生在颗粒级配均匀的饱和细 砂、粉砂和粉土层中)。 • (2) 临界水力梯度: 使土开始发生流砂现象时的水力梯度，即 渗透力与土颗粒的浮重度相等。
•
icr
icr
sat
1 (ds 1)(1 n)
ds 1 1 e
• 达西发现，q与A、h成正比，与L成反比， 则写成：
• 则渗透速度
（单位时间
通过单位面积的水量）
• 式中：渗透速度，m/s；
• i------水力坡降（水头梯度）；
• K-----渗透系数
• 由于达西定律只适用于层流的情况，故一般只适用于中砂、 细砂、粉砂等。
• 在粘土中，土颗粒周围存在着结合水，结合水因受到电分子 引力的作用而呈现粘滞性。因此，粘土中自由水的渗流受到 结合水的粘滞作用产生很大的阻力，只有克服结合水的抗拉 强度后才能开始渗流。将克服此抗拉强度所需要的水头梯度， 称为粘土的起始水头梯度ib。这样在粘土中，达西定律为：
（3）icr的影响因素：
①土的不均匀系数越大， icr越小。
②土中细颗粒含量越高, icr增大。
③土的渗透系数越大, icr越低。
(4)．流砂的防治原则：
①减少或消除水头差
②增长渗流的路径
③渗出口用透水材料覆盖反压,平衡渗流力.
④土层加固处理.
• 3 . 4 . 3 管涌和潜蚀现象 • 1. 管涌：水土沿土体中已形成的贯通渗流通道,大量流失,最
2．达西定律：法国学者达西（H·Darcy）于1856年通
过砂土的渗透试验，发现了地下水的运动规律，称为达西 定律。试验装置下图所示。
L----试样长（砂土）； A----截面积； h----水位差； t-----时间（s）； Q----试验开始t秒钟后盛水容器所接水量（cm3）。
• 则每秒钟渗透量
第三章 土的渗透性及渗流
• § 3 . 1 概述 • 渗透: 液体从物质微孔中透过的现象。 • 渗透性: 土体具有被液体透过的性质(透水性)。 • 渗流: 液体在土孔隙或其它透水性介质中的流动问题。 • 研究内容：
• 渗流量的问题:如基坑开挖的渗水量、水井的供水量； • 渗透破坏问题: 渗透力过大时，土粒或土体移动，产生渗透变
(2)．渗透的作用,使水压力或浮力发生变化,导致土体或结构物失 稳.如滑坡或整体失稳。
3 . 4 . 1 渗流力
(动水力)渗流力：单位体积土颗粒所受到的渗流作用力, J i
渗透力的大小与水力坡度成正比，其方向与渗透方向一致。 3 . 4 . 2 流砂或流土现象 • (1) 流砂(流土)：在向上的渗流力作用，粒间有效应力为零时，
•
V=k(i-ib)
• 式中: ib---起始水头梯度（起始水力坡降）。
• a砂土；b密实粘土； c砾类土 • 砾类土和巨粒土中，只有在小的水力坡降下，渗透速度与水力坡降才
呈线性关系，而在较大的水力坡降下，水在土中的流动进入紊流状态， 呈非线性关系，此时达西定律不能适用，如上图（c）所示，需建立 紊流情况下的公式关系。
• 2.现场测定渗透系数
•
抽水试验
K
2.3
( h2
tgr2 /
2 - h12
r1
)
• 3．影响渗透系数的主要因素
• (1)．土的粒度成分：颗粒组且均匀时, K大。
• (2)．土的密实度：愈密实 K愈小。
• (3)．土的饱和度，饱和度小, K小。
• (4)．土的结构： 结构扰动后, K值变化。
(2)．判断边界条件。
(3)．试画若干条流线 (应相互平行,不交叉的缓和曲线)，流线应 与进水面、出水面正交，并与不透水面接近平行，不交叉。
(4)．加绘等势线，须与流线正交,且每个流渗区的形状接近方块。
3. 流渗量的计算
(1)水头的计算: 若总水头差为 ,则相邻等势线之间的水头损
失。
(2)流渗量
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土力学课件(3土的渗透性与渗流)详解
管内减少水量＝流经试样水量
－adh=kAh/Ldt 分离变量
积分
k＝2.3
aL
At2
t1 lg
h1 h2
k＝
aL
A t2
t1 ln
h1 h2
3、影响渗透系数的主要因素 (1)土的粒度成分
v 土粒愈粗、大小愈均匀、形状愈圆滑，渗透系数愈大
v 细粒含量愈多，土的渗透性愈小，
(2)土的密实度 土的密实度增大，孔隙比降低，土的渗透性也减小 土愈密实渗透系数愈小
(3)土的饱和度 土的饱和度愈低，渗透系数愈小
(4)土的结构 扰动土样与击实土样，土的渗透性比同一密度 原状土样的小
(5)水的温度(水的动力粘滞系数) 水温愈高，水的动力粘滞系数愈小 土的渗透系数则愈大
k20 kT T 20
(6)土的构造
T、20分别为T℃和20℃时水的动 力粘滞系数，可查表
水平方向的h>垂直方向v
n
qx q1x q2x qnx qix i1
达西定律
qx kxiH
平均渗透系数
q1x k1 qx q2x k2
q3x k3
H1 H2 H H3
n
qix k1iH 1 k 2iH 2 k n iH n
i 1
整个土层与层面平行的渗透系数
k x
1 H
n
kiH i
i1
(2)垂直渗透系数
H
隧道开挖时，地下 水向隧道内流动
在水位差作用下，水透过土体孔隙的现象称为渗透
渗透
在水位（头）差作用下，水透过土体孔隙的现象
渗透性
土体具有被液体透过的性质
土的渗流 土的变形 土的强度
相互关联 相互影响
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。
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：
土力学-第3章土的渗透性及渗流
v k i
§3 土的渗透性及渗流
二. 土的层流渗透定律 适用条件：
层流（线性流）
§3.2土的渗透性 2. 达西定律
岩土工程中的绝大多数渗流问 题，包括砂土或一般粘土，均 属层流范围 在粗粒土孔隙中，水流形态可 能会随流速增大呈紊流状态， 渗流不再服从达西定律。 可用雷诺数Re进行判断：
• 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
三. 渗透试验及渗透系数
§3.2土的渗透性 1. 测定方法
h
土样
L Q
Q
i=Δh/L
QL k Ath
A
适用土类：透水性较大的砂性土
透水性较小的粘性土?
mgz
mg u w
u w
动能：
1 mv 2 2
E mgz mg u 1 mv 2 w 2
总能量：
质量 m 压力 u 流速 v 0 基准面
z
0
单位重量水流的能量：
u v2 h z w 2g
称为总水头，是水流动 的驱动力
水流动的驱动力 - 水头
16
§3 土的渗透性及渗流
§3.2土的渗透性
一．渗流基本概念
板桩墙
基坑
A B L
透水层
不透水层
渗流中的水头与水力坡降
17
§3 土的渗透性及渗流
§3.2土的渗透性
一．渗流基本概念 总水头－单位重量水体所具有的能量
u v2 h z w 2g
z：位置水 头 ：压力水 u/γ
w
uA w
Δh A
uB w
第三章 土的渗透性与渗流
土类 只要渗透力足够大，可 发生在任何土中
历时 破坏过程短
后果 导致下游坡面产生局部滑动等
土体内细颗粒通过粗粒形成的 孔隙通道移动
可发生于土体内部和渗流 溢出处
一般发生在特定级配的无 粘性土或分散性粘土
破坏过程相对较长
导致结构发生塌陷或溃口
k
Q
ln(r2 / r1 )
h
2 2
h12
缺点：费用较高，耗时较长
2.影响因素
k f (土粒特性、流体特性）
粒径大小及级配 孔隙比 矿物成分 结构
饱和度（含气量） 水的动力粘滞系数
2.影响因素
（1）土粒特性的影响 粒径大小及级配：是土中孔隙直径大小的主要影响因素；因由粗颗粒形 成的大孔隙可被细颗粒充填，故土体孔隙的大小一般由细颗粒所控制。 孔隙比：是单位土体中孔隙体积的直接度量；对于砂性土，渗透系数k 一般随孔隙比e增大而增大。 矿物成分：对粘性土，影响颗粒的表面力；不同粘土矿物之间渗透系 数相差极大，其渗透性大小的次序为高岭石>伊里石>蒙脱石；塑性指 数Ip综合反映土的颗粒大小和矿物成份，常是渗透系数的参数。
1. 渗流量问题: 基坑开挖或施工围堰的渗水及排水量计算、土 坝渗水量计算、水井供水量或排水量计算等。
2. 渗透破坏问题: 土中渗流会对土颗粒施加渗透力，当渗透力过 大时就会引起土颗粒或土体的移动，产生渗透 变形，甚至渗透破坏。如滑坡、溃坝、地下水 开采引起地面下沉。
3. 渗流控制问题： 当渗流量或渗透变形不满足设计要求时，要研 究如何采取工程措施进行渗流控制。
量测变量: h2，V，T 试验结果
Δh=h1-h2
Q
断面平均流速 v Q A
水力坡降
历时 破坏过程短
后果 导致下游坡面产生局部滑动等
土体内细颗粒通过粗粒形成的 孔隙通道移动
可发生于土体内部和渗流 溢出处
一般发生在特定级配的无 粘性土或分散性粘土
破坏过程相对较长
导致结构发生塌陷或溃口
k
Q
ln(r2 / r1 )
h
2 2
h12
缺点：费用较高，耗时较长
2.影响因素
k f (土粒特性、流体特性）
粒径大小及级配 孔隙比 矿物成分 结构
饱和度（含气量） 水的动力粘滞系数
2.影响因素
（1）土粒特性的影响 粒径大小及级配：是土中孔隙直径大小的主要影响因素；因由粗颗粒形 成的大孔隙可被细颗粒充填，故土体孔隙的大小一般由细颗粒所控制。 孔隙比：是单位土体中孔隙体积的直接度量；对于砂性土，渗透系数k 一般随孔隙比e增大而增大。 矿物成分：对粘性土，影响颗粒的表面力；不同粘土矿物之间渗透系 数相差极大，其渗透性大小的次序为高岭石>伊里石>蒙脱石；塑性指 数Ip综合反映土的颗粒大小和矿物成份，常是渗透系数的参数。
1. 渗流量问题: 基坑开挖或施工围堰的渗水及排水量计算、土 坝渗水量计算、水井供水量或排水量计算等。
2. 渗透破坏问题: 土中渗流会对土颗粒施加渗透力，当渗透力过 大时就会引起土颗粒或土体的移动，产生渗透 变形，甚至渗透破坏。如滑坡、溃坝、地下水 开采引起地面下沉。
3. 渗流控制问题： 当渗流量或渗透变形不满足设计要求时，要研 究如何采取工程措施进行渗流控制。
量测变量: h2，V，T 试验结果
Δh=h1-h2
Q
断面平均流速 v Q A
水力坡降
土力学课件 第三章 土的渗透性
一、渗透力的计算（１）
一般情况下，渗透力的大小与计算点的位置有关。
根据对渗流流网中网格单元的孔隙水压力和土粒间作 用力的分析，可以得出渗流时单位体积内土粒受到的 渗透力为
h j J /V w w i l
这里 i 为水力梯度。
当饱和土休的存在有水头差时，水体就会通过土 体间的孔隙流动，渗流时：渗透水要受到土骨架的阻 力T 。
为了使渗流模型在渗流特性上与真实的渗流相一致， 三. 渗透模型（３） 它还应该符合以下要求：
1. 在同一过水断面，渗流模型的流量等于真实渗 流的流量； 2. 在任意截面上，渗流模型的压力与真实渗流的
压力相等；
3. 在相同体积内，渗流模型所受到的阻力与真实 渗流所受到的阻力相等。
有了渗流模型，就可以采用液体运动的有关概念和
三、渗透系数的确定
渗透系数 k 是综合反映土体渗透能力的一个指标，
其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
影响渗透系数大小的因素: • 土体颗粒的形状、大小 • 不均匀系数 • 水的粘滞性
要建立计算渗透系数 k 的精确理论公式比较困难， 通常可通过试验方法或经验估算法来确定 k 值。
1.实验室测定法（１）
两边同除F，又
T W
z1 z2 cos , h1 H1 z1 , h2 H 2 z2 L
H1 H 2 W i L
w h1 F
TLF
w h2 F
动水力为：
J T W i
动水力方向：与渗流方向相同
W LF
一渗透力的计算（４） 当饱和土体的存在有水头差时，水体就会通过土体间
水在土中流动的过程中将受到土阻力的作用，使水 头逐渐损失。同时，水的渗透将对土骨架产生拖曳力， 导致土体中的应力与变形发生变化。这种渗透水流作 用对土骨架产生的拖曳力称为渗透力。
第三章土的渗透性总结
kjH j
层状地基的水平等效渗透系数
34
已知条件: v j = v
Δh = ∑ Δhj H = ∑ H j
达西定律: vj = kj (Δhj / Hj )
v = kz (Δh / H )
等效条件:
Δhj
=
vHj kj
Δh
=
vH kz
∑ ∑ vH
kz
=
Δ
=
= vHj kj
∆h
d=1.0
z
v k1 H1
层状地基的等效渗透系数
33
已知条件:
ij
=
i
=
Δh L
H =∑Hj
达西定律: qx=vxH=kx i H Σqjx=Σkj ij Hj
∑ 等效条件: qx = q jx
∆h
x
1
d=1.0
2
q1x k1 H1 q2x k2 H2 q3x k3 H3
kx H
1
L
2
等效渗透系数:
∑ k x
=
1 H
渗透速度v：土体试样全断面的平均渗流速度，也称假想
渗流速度 v < vs =v n
其中，Vs为实际平均流速，孔隙断面的平均流速
适用条件
层流（线性流）
v
——大部分砂土，粉土；疏松的粘土及
砂性较重的粘性土
vcr
两种特例 粗粒土：
o
砾土
①砾石类土中的渗流不符合达西定律
v = kim (m < 1)
i
②砂土中渗透速度
• 渗流量 • 扬压力 • 渗水压力 • 渗透破坏 • 渗流速度 • 渗水面位置
水头与水力坡降 土的渗透试验与
第三章 土中水的渗透规律
要求：
流量相等
压力相等
阻力相等
总水头:单位重量（容重）水体所具有的能量
u v2 h z w 2g
z：位置水头 u/γw：压力水头
uA w
Δh A
uB w
h1 zA 0
V2/(2g)：流速水头≈0
B L
基准面
h2 0
zB
u 总水头： h z w
A点总水头： B点总水头：
h 水力坡降： i L
kz
H Hi k i
5、渗透力 J —：渗透作用中，孔隙水对土骨架的作用 力，方向与渗流方向一致。 Gd γ w i
6、临界水力梯度
i cr
γ G s 1 γω 1e
不发生流土 发生流土
i i cr i i cr
课堂作业
1．下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是 ( ) A. 发生流土时，水流向下渗流；发生管涌时， 水流向下渗流 B. 流土多发生在粘性土中，而管涌多发生在无 粘性土中 C. 流土属突发性破坏，管涌属渐进性破坏 D. 流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏 2. 反映土透水性质的指标是( ) A. 不均匀系数 B. 相对密实度 C. 压缩系数 D. 渗透系数
流土（流砂）与管涌
土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏 基本类型
流土 管涌
形成条件
防治措施
流土
在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象
坝体 粘性土k1<<k2 渗流 砂性土k2
GD
G Gd
'
wi
or
G’
icr
sat w ' w w
k1
土力学-第三章土的渗透性及渗流
aL
At2
t1 lg
h1 h2
－adh=kAh/Ldt
分离变量 积分
k＝
aL
At2
t1 ln
h1 h2
天津城市建设学院土木系岩土教研系数
常用的有现场井孔抽水试验或井孔注水试验。 对于均质粗粒土层，现场测出的k值比室内试验得出的值要准确
第3章 土的渗透性及渗流
3.1 概述 3.2 土的渗透性 3.3 土中二维渗流及流网（了解） 3.4 渗透破坏与控制
土力学
天津城市建设学院土木系岩土教研室
第3章 土的渗透性及渗流
3.1 概述 3.2 土的渗透性 3.3 土中二维渗流及流网（了解） 3.4 渗透破坏与控制
土力学
天津城市建设学院土木系岩土教研室
渗流作用于单位土体的力
j
J AL
whA
AL
i
w
说明：渗透力j是渗流对单位土体的作用力，是一种体积力，其大 小与水力坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为kN/m3
天津城市建设学院土木系岩土教研室
3.4.2 流砂或流土现象
土力学
渗透力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对 土体稳定性有显著的影响
（3）土的饱和度
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。
（4）土的结构
细粒土在天然状态下具有复杂的结构，一旦扰动，原有的过水通道的形态、 大小及其分布都改变，k值就不同。扰动与击实土样的k值比原始的要小
（5）水的温度
粘滞系数随水温发生明显的变化。水温愈高，水的粘滞系数愈小，土的渗 透系数则愈大。
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