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土渗透性

/permeability of soil/
最后更新 2023-11-30
浏览 161
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水在土孔隙中渗透流动的性能。

英文名称
permeability of soil
所属学科
水利工程

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)。

表1 土的渗透性分类

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。

XN-8-水利工程-土渗透性.png

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。

  • 毛昶熙.渗流计算分析与控制.北京:中国水利水电出版社,2003.
  • 钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算.北京:中国水利水电出版社,2007.

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