必须指出,由于土中水的渗流不是通过士的整个截面,而仅是 通过该截面内土粒间的孔隙。因此,土中孔隙水的实际流速v比 前述公式中的渗流速度ν要大,他们间的关系为: ●lFv/n (7-12) 式中:n—土的孔隙度。这一点可以通过流量计算容易得到。设 土体的孔隙度为n,并设在横截面面积为A的断面上孔隙的截面 积为nA,在t时段透过A截面的水流量为Q,则显然有 O=1·1A·t ●又因为 0=K·1·A·= 以上两式联立即可得(7-12)式
⚫ 必须指出，由于土中水的渗流不是通过土的整个截面，而仅是 通过该截面内土粒间的孔隙。因此，土中孔隙水的实际流速u比 前述公式中的渗流速度v要大，他们间的关系为： ⚫ u=v／n （7-12） ⚫ 式中：n—土的孔隙度。这一点可以通过流量计算容易得到。设 土体的孔隙度为n，并设在横截面面积为A的断面上孔隙的截面 积为nA，在t时段透过A截面的水流量为Q，则显然有 ⚫ 又因为 ⚫ 以上两式联立即可得（7-12）式。 Q = u nAt Q = i At = v At
●二、影响土渗透性的因素 实验研究表明,影响土渗透性的因素颇多,其中主要有以下几种 土粒大小和级配 ●土粒大小、形状和颗粒级配会影响土中孔隙的大小及形状,因而影响 土的渗透性。土颗粒愈粗、愈浑圆、愈均匀时,土的渗透性也愈好 砂土中含有较多的粉粒和粘粒时,其渗透系数明显降低。对粘性土以 外的其它土,土的矿物成分对其渗透性影响不大。粘性土中含有较 的亲水性矿物时,其体积膨胀,渗透性变差。含有大量有机质的淤泥 几乎是不透水的。 土的孔隙比 ●土体孔隙比的大小,直接决定着土渗透系数的大小。土的密度增大, 孔隙比减小时,渗透性也随之减小。一些学者的研究得出,士的渗透 系数与孔隙比的变化关系如下式: (7-13) 式中:e土的孔隙比 η—水的动力粘滞系数,g-s/cm?; 水的密度,1g/cm; 与土的颗粒形状等有关的系数 土颗粒的比表面积,cm1
⚫ 二、 影响土渗透性的因素 ⚫ 实验研究表明，影响土渗透性的因素颇多，其中主要有以下几种： ⚫ 1． 土粒大小和级配 ⚫ 土粒大小、形状和颗粒级配会影响土中孔隙的大小及形状，因而影响 土的渗透性。土颗粒愈粗、愈浑圆、愈均匀时，土的渗透性也愈好。 砂土中含有较多的粉粒和粘粒时，其渗透系数明显降低。对粘性土以 外的其它土，土的矿物成分对其渗透性影响不大。粘性土中含有较多 的亲水性矿物时，其体积膨胀，渗透性变差。含有大量有机质的淤泥 几乎是不透水的。 ⚫ 2． 土的孔隙比 ⚫ 土体孔隙比的大小，直接决定着土渗透系数的大小。土的密度增大， 孔隙比减小时，渗透性也随之减小。一些学者的研究得出，土的渗透 系数与孔隙比的变化关系如下式： ⚫ （7-13） ⚫ 式中：e—土的孔隙比； ⚫ η—水的动力粘滞系数，g-s/cm2； ⚫ —水的密度，1g/cm3； ⚫ c2—与土的颗粒形状等有关的系数； ⚫ ss—土颗粒的比表面积，cm-1。 w s e e S c + = 1 3 2 2 w
●3.土的结构构造 单粒结构的土体其渗透系数大于蜂窝结构的土体,而絮状结构土体的 渗透系数一般更小。天然土层通常不是各向同性的,受土的构造影响 其渗透系数也通常不是各向同性的。如黄土中发育有较多的竖直方向 干缩裂隙,所以竖直方向的渗透系数通常比水平方向的要大一些。层 状粘土中常加有粉砂层,再加上其常见的层理构造,使其水平方向的 渗透系数远大于竖直方向。 4.土中水的温度 水在土中渗流的速度与水的密度及动力粘滞系数有关,而这两个数值 又与水的温度有关。一般情况下,水的密度随温度的变化很小,可忽 略不计,但水的动力粘滞系数η随温度变化明显。因此,室内渗流试 验时,同一种土在不同的温度下会得到不同的渗透系数。在天然土层 中,除了靠近地表的土层外,一般土中的温度变化很小,故可忽略温 度的影响。但在室内试验时,温度变化较大,水的动力粘滞系数亦变 化很大,故应考虑其对渗透系数的影响而采用其标准值。渗透系数的 标准值k。(k1或k2)按下式确定 7-14 式中:η。某一标准温度(10℃或20℃)下水的动力粘滞系数 K和n试验温度为t时土的渗透系数和水的动力粘滞系数 ●和—标准温度和试验温度下水的重度
⚫ 3． 土的结构构造 ⚫ 单粒结构的土体其渗透系数大于蜂窝结构的土体，而絮状结构土体的 渗透系数一般更小。天然土层通常不是各向同性的，受土的构造影响， 其渗透系数也通常不是各向同性的。如黄土中发育有较多的竖直方向 干缩裂隙，所以竖直方向的渗透系数通常比水平方向的要大一些。层 状粘土中常加有粉砂层，再加上其常见的层理构造，使其水平方向的 渗透系数远大于竖直方向。 ⚫ 4． 土中水的温度 ⚫ 水在土中渗流的速度与水的密度及动力粘滞系数有关，而这两个数值 又与水的温度有关。一般情况下，水的密度随温度的变化很小，可忽 略不计，但水的动力粘滞系数η随温度变化明显。因此，室内渗流试 验时，同一种土在不同的温度下会得到不同的渗透系数。在天然土层 中，除了靠近地表的土层外，一般土中的温度变化很小，故可忽略温 度的影响。但在室内试验时，温度变化较大，水的动力粘滞系数亦变 化很大，故应考虑其对渗透系数的影响而采用其标准值。渗透系数的 标准值ks（k10或k20）按下式确定： ⚫ （7-14） ⚫ 式中：ηs—某一标准温度（10℃或20℃）下水的动力粘滞系数； ⚫ Kt和ηt—试验温度为t时土的渗透系数和水的动力粘滞系数； ⚫ 和 —标准温度和试验温度下水的重度。 wt ws s t s t = ws wt
●5.土中封闭气体的含量 土中总是存在有封闭气体,士中的封闭气体含量会随着细颗 粒含量的增加而增加。土中的封闭气泡会减小渗流水的过水 面积,从而阻塞水流。因此,当土中封闭气体的含量增加时, 其渗透系数随之减小 此外,土中有机质和胶体颗粒的存在都会影响土的渗透系数
⚫ 5．土中封闭气体的含量 ⚫ 土中总是存在有封闭气体，土中的封闭气体含量会随着细颗 粒含量的增加而增加。土中的封闭气泡会减小渗流水的过水 面积，从而阻塞水流。因此，当土中封闭气体的含量增加时， 其渗透系数随之减小。 ⚫ 此外，土中有机质和胶体颗粒的存在都会影响土的渗透系数