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石家庄铁路职业技术学院土力学

渗透力与临界水力坡降

1.渗透力定义：渗透水流施加于单位体积土体内土粒上的拖曳力2h1h21L△h水流流经这段土体，受到土颗粒的阻力，阻力引起的水头损失为△h水流通过截面1时的压力水流通过截面2时的压力两截面压力差值为土粒对水流的阻力，设单位体积渗透阻力位fs

1.渗透力说明渗透力j是渗流对单位土体的作用力，是一种体积力，其大小与水力坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为kN/m3。abc渗透力方向与重力一致，增加土体间压力，有利于土体稳定渗流方向近乎水平，使土粒产生向下游移动的趋势，对稳定不利渗流力与重力方向相反，降低土体的稳定性根据作用力与反作用力原理，渗流作用于单位土体的力

2.临界水力坡降定义：使土体开始发生渗透变形的水力坡降JG在工程计算中，将土的临界水力坡降除以某一安全系数Fs=(2～3)，作为允许水力坡降[i]。设计时，为保证建筑物的安全，将渗流逸出处的水力坡降控制在允许坡降[i]内。当土颗粒的重力与向上渗透力相等时，作用在土颗粒合力为零，土颗粒处于悬浮状态，这时水力坡降即为临界水力坡降。

2.临界水力坡降例：某土坝地基土粒比重Gs=2.65，孔隙比e=0.65，下游渗流出口处水力坡降i=0.2，若取安全系数Fs=2.5，试问该土坝地基水流逸出处土体是否会发生流土破坏。解答：临界水力坡降允许水力坡降由于实际水力坡降i[i]，故土坝地基出口处土体不会发生流土破坏