土中滲流滲流理論

土中滲流有穩(wěn)定滲流與隨時(shí)間變化的非穩(wěn)定滲流，以及考慮土體變形的固結(jié)排水非穩(wěn)定滲流。滲流除受重力水作用外，有時(shí)還要考慮毛管水的吸力作用，以及電滲排水中的電勢差和熱滲中的溫差作用。除飽和滲流外，還有非飽和滲流。這些描述多孔介質(zhì)中液體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論稱滲流理論，它的基礎(chǔ)建立在地下水運(yùn)動(dòng)方程上，可以由作用在液體上各力的平衡求得 。2100433B

大多數(shù)土中滲流速度很小，基本上服從達(dá)西定律，故能夠引用勢流理論和流網(wǎng)求解流場的水頭分布。在滲流問題中，一且求得流網(wǎng)，則影響土體安全的各水力要素（水頭、流速、孔隙水壓力、水力坡降、滲透力、滲流量等）就可以相應(yīng)求得，據(jù)此就可進(jìn)一步分析滲流對(duì)土工建筑物或地基穩(wěn)定性的影啊。滲流的危害表現(xiàn)為管涌、流土或流砂以及常的滲漏水量等。

由于土體孔隙的大小、形狀及其分布異常復(fù)雜，很難像地表水流動(dòng)那樣尋求孔隙通道中的真實(shí)流速分布，所以常用平均概念和綜合性的參數(shù)來代表滲流性質(zhì)，例如斷面平均流速、體積孔隙率等。

土中滲流是指水或其他流體在土體孔隙中的流動(dòng)。土中滲流性質(zhì)決定于土的顆粒組成和流體的性質(zhì)。

滲流是水在土壤孔隙中的運(yùn)動(dòng)，而土壤孔隙的形狀、大小和分布是極為復(fù)雜的，因此滲流水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡也是很不規(guī)則的，具有隨機(jī)性質(zhì)。但在實(shí)際工程上。并不需要了解具體孔隙中的滲流情況，而是采用某種統(tǒng)計(jì)平均值來描述滲流，即用簡化了的滲流模型來代替實(shí)際的滲流。為研究方便，對(duì)實(shí)際的滲流提出兩點(diǎn)簡化。其一，不考慮滲流路徑的曲折迂回，只考慮它的主要流向；其二，略去滲流區(qū)的土壤顆粒，認(rèn)為滲流充滿全部的流動(dòng)空問(包括土壤顆粒和孔隙)。但實(shí)際滲流中土壤顆粒與水之間的相互作用在滲流模型中仍然存在。為了使假想的滲流模型在水力特性方面和實(shí)際滲流相一致，它必須滿足下列條件：①對(duì)于同一過水?dāng)嗝?，滲流模型所通過的流量等于實(shí)際滲流所通過的流量；②滲流模型和實(shí)際滲流在同一流程內(nèi)的水頭損失相等。這樣，滲流模型就可以完全模擬真實(shí)滲流。

由于采用了滲流模型，滲流被看作是在包括土壤骨架和孔隙在內(nèi)的全部空間的連續(xù)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，因此滲流的運(yùn)動(dòng)要素將作為全部空間的連續(xù)函數(shù)來研究。這樣，就像研究液流運(yùn)動(dòng)一樣，可以采用有關(guān)連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)工具來研究滲流。要注意的是，滲流模型的流速和實(shí)際滲流的流速是不相等的，在滲流模型中，任一過水?dāng)嗝嫔系臐B流流速定義為

式中：△Q為通過微小過水?dāng)嗝妗鰽的滲透量；△A為包括骨架在內(nèi)的假想過水?dāng)嗝婷娣e。

若土壤的孔隙率為n，則真是滲流的過水?dāng)嗝婷娣e應(yīng)為n△A，這時(shí)滲流在孔隙中的的統(tǒng)計(jì)平均流速為

u'為真實(shí)的滲流流速?？梢娬鎸?shí)滲流的流速比滲流模型的流速大。

滲流隨液流運(yùn)動(dòng)一樣，可分為恒定滲流和非恒定滲流、均勻滲流和非均勻滲流、漸變滲流和非漸變滲流、無壓滲流和有壓滲流，按空間看分為一元滲流、二元滲流和三元滲流。

滲流是指流體在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)。由顆粒狀或碎塊材料組成，并含有許多孔隙或裂隙的物質(zhì)稱為孔隙介質(zhì)。通常，在地表面以下的土壤或巖層中的滲流稱為地下水運(yùn)動(dòng)，是自然界最常見的滲流現(xiàn)象。滲流在水利、地質(zhì)、采礦、石油、環(huán)境保護(hù)、化工、生物、醫(yī)療等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。如開發(fā)利用地下水資源、防止建筑物地基發(fā)生滲透變形、基坑排水等均需應(yīng)用滲流理論。滲流是水在土壤孔隙中的運(yùn)動(dòng)，而土壤孔隙的形狀、大小和分布是極為復(fù)雜的，因此滲流水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡也是很不規(guī)則的，具有隨機(jī)性質(zhì)。但在實(shí)際工程上。并不需要了解具體孔隙中的滲流情況，而是采用某種統(tǒng)計(jì)平均值來描述滲流，即用簡化了的滲流模型來代替實(shí)際的滲流。為研究方便，對(duì)實(shí)際的滲流提出兩點(diǎn)簡化。其一，不考慮滲流路徑的曲折迂回，只考慮它的主要流向；其二，略去滲流區(qū)的土壤顆粒，認(rèn)為滲流充滿全部的流動(dòng)空問(包括土壤顆粒和孔隙)。但實(shí)際滲流中土壤顆粒與水之間的相互作用在滲流模型中仍然存在。為了使假想的滲流模型在水力特性方面和實(shí)際滲流相一致，它必須滿足下列條件：①對(duì)于同一過水?dāng)嗝?，滲流模型所通過的流量等于實(shí)際滲流所通過的流量；②滲流模型和實(shí)際滲流在流程內(nèi)的水頭損失相等。這樣，滲流模型就可以完全模擬真實(shí)滲流。