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土力学与地基基础:达西定律的适用范围

时间:2023-08-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:在粗粒土中的渗流,当水力坡降较小时,其渗透规律符合达西定律。当水力坡降增大到一定程度时,水在粗颗粒孔隙中的流速也超过了层流时的某一流速,渗透速度与水力坡降的关系就表现为非线性的紊流规律[见图2-4],此时达西定律已不适用。由于结合水膜具有强大的黏滞阻力,当水力坡降较小时,水分子无法冲破结合水膜的阻力发生流动。此时,刚开始发生渗流的水力坡降称为起始水力坡降,以ib表示。

土力学与地基基础:达西定律的适用范围

砂土、砂粒含量较高的黏性土,其渗透规律符合达西定律[见图2-4(a)]。

在粗粒土(如砾、卵石等)中的渗流(如堆石体中的渗流),当水力坡降较小时,其渗透规律符合达西定律。当水力坡降增大到一定程度时,水在粗颗粒孔隙中的流速也超过了层流时的某一流速,渗透速度与水力坡降的关系就表现为非线性的紊流规律[见图2-4(b)],此时达西定律已不适用。

图2-4 不同土类的ν-i关系

对于密实的黏土,土中水的形态主要为结合水。由于结合水膜具有强大的黏滞阻力,当水力坡降较小时,水分子无法冲破结合水膜的阻力发生流动。只有当水力坡降增大到某一数值,水分子的势能差足够克服结合水膜的黏滞阻力以后,才开始发生渗流。此时,刚开始发生渗流的水力坡降称为起始水力坡降,以ib表示。一般用图2-4(c)表示地下水在密实黏土中的渗流规律,这时达西公式可写成式(2-3)的形式。

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动画—超级工程都江堰

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