土的渗透性是土力学重要研究内容,土木、水文地质、农业、水利、环境保护等领域的许多问题都与土的渗透性密切相关;土的三个主要力学性质,即强度、变形和渗透性之间,有密切的相互关系;土的渗透性同土的其他物理性质相比,变化范围大,且具有高度的不均匀和各向异性性质。土的渗透性表征指标为渗透系数,并以渗透系数进行分类(表1)。
透水程度 | 高渗透性 | 中渗透性 | 低渗透性 | 极低渗透性 | 实际不透水 |
渗透系数K/(cm/s) | >10-1 | 10-1~10-3 | 10-3~10-5 | 10-5~10-7 | <10-7 |
水在土孔隙中渗透流动的性能。
土的渗透性是土力学重要研究内容,土木、水文地质、农业、水利、环境保护等领域的许多问题都与土的渗透性密切相关;土的三个主要力学性质,即强度、变形和渗透性之间,有密切的相互关系;土的渗透性同土的其他物理性质相比,变化范围大,且具有高度的不均匀和各向异性性质。土的渗透性表征指标为渗透系数,并以渗透系数进行分类(表1)。
透水程度 | 高渗透性 | 中渗透性 | 低渗透性 | 极低渗透性 | 实际不透水 |
渗透系数K/(cm/s) | >10-1 | 10-1~10-3 | 10-3~10-5 | 10-5~10-7 | <10-7 |
土的渗透系数测定方法有直接法和间接法两类。直接法包括常水头法和变水头法,前者适用于渗透性较大的土,后者适用于渗透性较小的土;间接法包括根据土的固结试验结果和土的级配进行计算,前者适用于黏性土,后者适用于无黏性土。试验方法又可分为实验室测定和现场测定两类。各种试验方法的适用范围见表2。
影响砂土渗透性的主要因素为渗透流体和土的颗粒大小、形状、级配以及密度。渗透流体的影响主要是黏滞度,而黏滞度又受温度影响。温度越高,黏滞度越低,渗流速度越大。土颗粒的影响规律为:颗粒越细,渗透性越低;级配良好的土,因细颗粒充填粗颗粒的孔隙,使土的孔隙率减小,从而降低其渗透性。土的密度增加,孔隙率减小,渗透性也会降低。影响黏性土渗透性的主要因素为颗粒的矿物成分、形状和结构(孔隙大小和分布),以及土-水-电解质之间的相互作用。黏土颗粒的形状为扁平的,有定向排列作用,因此渗透性具有显著的各向异性性质。层状黏土水平方向的渗透性往往远大于垂直方向;而黄土和黄土状土中,由于垂直方向大孔隙发育,垂直方向的渗透性往往大于水平方向;裂缝黏土由于存在裂缝网络,所以渗透系数接近于粗砂,且具有严格的方向性。研究实际土体的渗透性时,必须注意它的特殊规律。