2.3.1 渗流的概念

    前面谈到,地下水是沿着一些形状不一、大小各异、弯弯曲曲的通道流动的,如图2.3.1(a)所示。因此,研究个别孔隙或裂隙中地下水的运动很困难,实际上也无此必要。因此,人们不去直接研究单个地下水质点的运动特征,而研究具有平均性......查看详细>>

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2.3.2 渗流速度

    先讨论一般的情况。前面已提到,渗流是充满整个岩石截面的假想水流。在垂直于渗流方向取的一个岩石截面,称为过水断面。这里的过水断面的概念与水力学中过水断面的概念是有差别的。地下水的过水断面是整个岩石截面,既包括......查看详细>>

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2.3.3 地下水的水头和水力坡度

    2.3.3.1地下水的水头在第1章中我们已经讨论了水头的概念。测压管水头为:总水头为测压管水头和流速水头之和,即:因自然界中地下水的运动很缓慢,流速水头很小,可以忽略不计。例如,当地下水流速v=1cm/s=864m/d时(这对地下水来说已经是......查看详细>>

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2.3.4 渗流作用力

    渗流在土粒骨架孔隙中流动,对于土体和土粒骨架的稳定性将发生破坏作用。如图2.3.4所示,渗流作用在颗粒表面的力一般可概括为二:即垂直于颗粒周界表面的水压力和与颗粒表面相切的水流摩阻力。显然,这两个力经过对颗粒表面进......查看详细>>

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2.4 地下水运动特征分类

    表征渗流运动特征的物理量称为渗流的运动要素。主要有渗流量Q,渗流速度v,压强p,水头H等。按照这些运动要素和时间的关系,可把地下水的运动分为稳定运动和非稳定运动。必须指出,地下水不断地得到补给、排泄,严格地说来,运动都......查看详细>>

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2.5.1 达西(Darcy)定律及其适用范围

    1856年,法国的H.Darcy在装满砂的圆筒中进行实验(图2.5.1),得到如下关系式:式中:Q为渗流量;H1,H2为通过砂样前后的水头;l为砂样沿水流方向的长度;A为试验圆筒的横截面积,包括砂粒和孔隙两部分面积在内;K为比例系数,称为渗透系数。图......查看详细>>

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2.5.2 渗透系数、渗透率和导水系数

    渗透系数K,也称水力传导系数,是一个重要的水文地质参数。根据式(2.5.2),当水力梯度J=1时,渗透系数在数值上等于渗流速度。因为水力梯度无量纲,所以渗透系数具有速度的量纲,即渗透系数的单位和渗流速度的单位相同,常用cm/s或m/d表......查看详细>>

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2.5.3 非线性运动方程

    对于Reynolds数大于1～10的流动,还没有一个被普遍接受的非线性运动方程。比较常用的是P.Forchheimer公式:J=av+bv2(2.5.10)或:J=av+bvm1.6≤m≤2(2.5.11)式中:a和b为由实验确定的常数。当a=0时,式(2.5.10)变为:v=KcJ1/2(2.5.12)称为Chezy公式,它和计算河渠......查看详细>>

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2.5.4 岩层透水特征分类

    根据岩层透水性随空间坐标的变化情况,可把岩层分为均质的和非均质的两类。如果在渗流场中,所有点都具有相同的渗透系数,则称该岩层是均质的,否则为非均质的。渗透系数K=K(x,y,z)为坐标的函数。自然界中绝对均质的岩层是没有的......查看详细>>

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2.5.5 渗透系数张量

    在各向同性介质中,渗透系数值和渗流方向无关,是一个标量。因而,水力梯度和渗流方向是一致的。渗流速度矢量可以用式(2.5.4)来表达。即使对于非均质各向同性介质中的三维流动来说,式(2.5.4)依然成立。各向异性介质的情况就大不......查看详细>>

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