(3.4.1)--（自选4）饱水黏性土中水的运动规律.pdf

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1、水文地质学基础 Fundamentals of Hydrogeology(自选4).饱水黏性土中水的运动规律 根据饱水粘性土的室内渗透试验结果可知，粘性土渗透流速V与水力梯度I 主要存在三种关系（如图）：（1）V-I 关系为通过原点的直线，服从达西定律（图4-9a）（2）V-I 曲线不通过原点，水力梯度小于某一值I0时无渗透；大于I0 时，起初为一向I轴凸出的曲线，然后转为直线（图4-9b）；（3）V-I 曲线通过原点，I 小时曲线向I 轴凸出，I 大时为直线（图4-9c）。饱水黏性土中水的运动规律 偏离达西定律的实验结果大多如图（c）所示。曲线通过原点，说明只要施加微小的水力梯度，结合水就会

2、流动，但此时的渗透流速V十分微小。随着I 加大，曲线斜率（表征渗透系数K）逐渐增大，然后趋于定值。饱水黏性土中水的运动规律 张忠胤把K 趋于定值以前的渗流称为隐渗流，把K 趋于定值以后的渗流称为显渗流。他认为，结合水的抗剪强度随着离颗粒表面距离的加大而降低；施加的水力梯度很小时，只有孔隙中心抗剪强度较小的那部分结合水发生运动；随着I 增大，参与流动的结合水层厚度加大，即对水流动有效的孔隙断面扩大，因此，隐渗流阶段的K 值是I 的函数；由于内层结合水的抗剪强度随着靠近颗粒表面而迅速增大，当I 进一步增大时，参与流动的结合水的厚度没有明显扩大，此时K 趋于定值。饱水黏性土中水的运动规律 对于图（c）的V-I 曲线,可从直线部分引一切线交于I 轴,截距I0称为起始水力梯度。V-I 曲线的直线部分用罗查的近似公式表示：V=K（I-I0）饱水黏性土中水的运动规律 结合水是一种非牛顿流体,是性质介于固体与液体之间的异常液体,外力必须克服其抗剪强度方能使其流动。饱水粘性土渗透试验实验要求比较高，稍不注意就会产生各种实验误差，得出虚假的结果。因此，不能认为粘性土的渗透特性及结合水的运动规律目前已经得出了定论。饱水黏性土中水的运动规律