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1、地基基础施工与试验检测地基基础施工与试验检测情境二：土的工程特性分析情境二：土的工程特性分析SHAANXI RAILWAY INSTITUTE任务一：土的渗透性任务一：土的渗透性1土颗粒土颗粒土中水土中水渗流渗流n土是一种碎散的多孔介质，土是一种碎散的多孔介质，其孔隙在空间互相连通。当其孔隙在空间互相连通。当饱和土中的两点存在饱和土中的两点存在能量差能量差时，水就在土的孔隙中从能时，水就在土的孔隙中从能量高的点向能量低的点流动量高的点向能量低的点流动F 水在土体孔隙中流动的现象称为水在土体孔隙中流动的现象称为渗流渗流F 土具有被水等液体透过的性质称为土的土具有被水等液体透过的性质称为土的渗透性
2、渗透性土的渗透性土的渗透性2透水层透水层不透水层不透水层土石坝坝基坝身渗流土石坝坝基坝身渗流防渗体防渗体坝体坝体浸润线浸润线渗流问题：渗流问题： 渗透破坏渗透破坏工程实例工程实例3九江大堤决口九江大堤决口1998年8月7日，九江市长江大堤决口，滔滔洪水滚滚而下，转瞬间，美丽的九江城便一片汪洋，骇目惊心。4板桩围护下的基坑渗流板桩围护下的基坑渗流渗流问题：渗流问题： 渗透破坏渗透破坏透水层透水层不透水层不透水层基坑基坑板桩墙板桩墙工程实例工程实例5降雨入渗引起的滑坡降雨入渗引起的滑坡 渗流问题：渗流问题： 渗透破坏渗透破坏事故实例事故实例672000年4月9日，西藏波密县易贡乡发生巨大山体崩滑，
3、堵塞易贡藏布，形成堰塞湖；溃坝后，下游道路和多座桥梁被毁；下游印度境内30人死亡，100多人失踪，5万人无家可归。2000年年8易贡滑坡堰塞湖易贡滑坡堰塞湖滑滑 坡坡 堆堆 积积 区区扎扎木木弄弄沟沟易贡巨型高速滑坡及堰塞湖平面示意图易贡巨型高速滑坡及堰塞湖平面示意图5520m2264m2210m2165m2340m易贡茶厂易贡茶厂809湖水每天上涨50cm！滑坡堰塞湖滑坡堰塞湖易贡湖易贡湖10F水力梯度（坡降）水力梯度（坡降） 水头水头F达西定律达西定律F渗透系数的测定及影响因素渗透系数的测定及影响因素土的渗透性土的渗透性11n位置水头：位置水头：到基准面的竖直距离，到基准面的竖直距离，代表
4、单位重量的液体从基准面算起代表单位重量的液体从基准面算起所具有的所具有的位置势能位置势能n压力水头：压力水头：水压力所能引起的自由水压力所能引起的自由水面的升高，表示单位重量液体所水面的升高，表示单位重量液体所具有的具有的压力势能压力势能n测管水头：测管水头：测管水面到基准面的垂测管水面到基准面的垂直距离，等于位置水头和压力水头直距离，等于位置水头和压力水头之和，表示单位重量液体的总势能之和，表示单位重量液体的总势能位置、压力和测管位置、压力和测管水头水头zA00ABu0pazB基准面基准面静水静水121、水力梯度、水力梯度h=z + u/ w 13水力梯度（水力梯度（水力梯度（水力梯度（坡降
5、坡降坡降坡降 ） 由于渗流过程中存在能量损失，测管水头线沿渗流方向下降。两点间的水头损失，可用一无量纲的形式来表示，即 i=h/L i 称为水力坡降，L为两点间的渗流路径， 水力坡降的物理意义:单位渗流长度上的水头损失单位渗流长度上的水头损失。142、达西定律、达西定律 达西根据对不同尺寸的圆筒和不同类型及长度的土样所进行的试验发现，渗出量Q与圆筒断面积A和水力坡降i成正比，且与土的透水性质有关。即写成等式为：写成等式为：上式称为达西定律。 式中，v渗透速度渗透速度渗透速度渗透速度； k反映土的透水性能的比例系数，称为土的渗透系数土的渗透系数土的渗透系数土的渗透系数。153 渗透系数的测定和影
6、响因素渗透系数的测定和影响因素 渗渗渗渗透透透透系系系系数数数数k k是一个代表土的渗透性强弱的定量指标，也是渗流计算时必须用到的一个基本参数。不同种类的土，k 值差别很大。因此，准确地测定土的渗透系数是一项十分重要的工作。 (1)渗透系数的测定方法渗透系数的测定方法 渗透系数的测定方法主要分实验室内测定和野外现场测定两大类。 实验室测定法实验室测定法 目前在实验室中测定渗透系数k的试验方法很多，但从试验原理上大体可分为常水头法常水头法和变水头法变水头法两种。 现场测定法现场测定法 现场研究场地的渗透性，进行渗透系数k值测定时，常用现场井孔抽水试验或井孔注水试验的方法。 16影响渗透系数的因素
7、影响渗透系数的因素 (1)土的粒度成分土的粒度成分(粒径大小与级配粒径大小与级配)和矿物成分的影响；和矿物成分的影响； (2)土的结构土的结构； (3)土中气体的影响；土中气体的影响； (4)渗透水的性质对渗透系数的影响。渗透水的性质对渗透系数的影响。 17陕铁院铁道工程系地基基础施工与试验检测地基基础施工与试验检测情境二：土的工程特性分析情境二：土的工程特性分析SHAANXI RAILWAY INSTITUTE陕西铁路工程职业技术学院陕西铁路工程职业技术学院任务二：土的击实性任务二：土的击实性18 在振动、夯实、碾压等冲击荷载的反复作用下，在振动、夯实、碾压等冲击荷载的反复作用下，土的体积减
8、小、密度提高的性质称为土的体积减小、密度提高的性质称为土的土的击实性击实性。对过湿的土进行夯实或碾压时会出现对过湿的土进行夯实或碾压时会出现软弹现象软弹现象；对过干的土进行夯实或碾压，显然也不能把土充分压实；对过干的土进行夯实或碾压，显然也不能把土充分压实； 最优含水量最优含水量19 在试验室内通过在试验室内通过击实试验击实试验研究土的压实性。研究土的压实性。 击实是指采用人工或机械对土施加夯压能量，使土颗粒重新击实是指采用人工或机械对土施加夯压能量，使土颗粒重新排列紧密的过程。排列紧密的过程。击实试验有轻型和重型两种。击实试验有轻型和重型两种。击实筒击实筒护筒护筒击锤击锤导筒导筒轻型击实试验
9、轻型击实试验适用于粒径小于适用于粒径小于5 5mm的黏性土的黏性土重型击实试验重型击实试验适用于粒径不大于适用于粒径不大于20mm20mm的土的土20影响压实的因素影响压实的因素 影响土压实性的因素很多，主要有含水率、击实功能、土的种类和级配等影响土压实性的因素很多，主要有含水率、击实功能、土的种类和级配等 1.含水率的影响含水率的影响dmaxd0op当含水率较低时，击实后的干当含水率较低时，击实后的干密度随含水率的增加而增大。密度随含水率的增加而增大。而当干密度增大到某一值后，而当干密度增大到某一值后，含水率的继续增加反招致干密含水率的继续增加反招致干密度的减小。干密度的这一最大度的减小。干
10、密度的这一最大值称为值称为该击数下该击数下的的最大干密度最大干密度，与它对应的含水率称为与它对应的含水率称为最佳含最佳含水率水率 说明：说明：当击数一定时，只有在某一含水率下才获得最佳的击实效果当击数一定时，只有在某一含水率下才获得最佳的击实效果 212.击实功能的影响击实功能的影响0d击数击数403020土料土料的的最大干密度最大干密度和和最最优含水率优含水率不是常数不是常数。最最大干密度随击数的增加大干密度随击数的增加而逐渐增大而逐渐增大, ,最优含水最优含水率逐渐减小。率逐渐减小。然而，这然而，这种变化速率是递减的。种变化速率是递减的。同时，光凭增加击实功同时，光凭增加击实功能来提高土的
11、最大干密能来提高土的最大干密度是有限的度是有限的 223.土类和级配的影响土类和级配的影响说明：说明：土的级配对土的压实性土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土，易于影响很大。级配良好的土，易于压实，级配不良的土，不易压实，压实，级配不良的土，不易压实，因为级配良好的土有足够的细粒因为级配良好的土有足够的细粒去充填较粗粒形成的孔隙，因而去充填较粗粒形成的孔隙，因而能获得较高的干密度能获得较高的干密度 23内容小结内容小结土的渗透性土的渗透性 水力梯度水力梯度达西定律达西定律三个影响因素三个影响因素v含水率含水率v击实功能击实功能v土类和级配的影响土类和级配的影响 土的击实性土的击实性i=h/L241、击实试验关系曲线是（）。A.密度与含水率关系曲线B.孔隙比与含水率关系曲线C.干密度与含水率关系曲线D.干密度与击实功关系曲线2、在土的三项比例指标中，三项基本的试验指标是 、 、 。它们分别可以采用 、 、 测定。2526
