1、教案表頭第二章土的滲透性和滲透問題課堂教學(xué)實踐教學(xué)課時32內(nèi)容提要1達西定律；2滲透系數(shù)及其確定方法；3滲透力和滲透變形；4滲流工程問題與處理措施。能力培養(yǎng)要求1掌握水在土中滲透的基本規(guī)律，掌握滲透系數(shù)確定方法；2領(lǐng)會滲透力和滲透變形的概念；3了解滲流工程問題與處理措施。教學(xué)形式教師主講、課堂討論、學(xué)生講評、提問答疑、工程案例分析等日期班級課室時間90min復(fù)習(xí)舊課時間min新課題目第一節(jié) 達西定律第二節(jié) 滲透系數(shù)及其確定方法教學(xué)目標(biāo)1熟悉達西定律2領(lǐng)會測定土的滲透系數(shù)原理3了解滲透力與臨界水力坡降的定義4熟悉滲透變形的類型及特點教學(xué)輔助資料多媒體課件、三角板等教學(xué)內(nèi)容設(shè)計及安排第一節(jié) 達西定

2、律【基本內(nèi)容】滲透在水位差作用下，水透過土體孔隙的現(xiàn)象。滲透性土具有被水透過的性能。一、達西定律v=ki =k 或用滲流量表示為q=vA=kiA 式中 v滲透速度，cm/s或m/d；q滲流量，cm3/s或m3/d；i =h/L水力坡降（水力梯度），即沿滲流方向單位距離的水頭損失，無因次；h試樣兩端的水頭差，cm或m； PAGE 1L滲徑長度；cm或m；k滲透系數(shù)，cm/s或m/d；其物理意義是當(dāng)水力梯度i等于1時的滲透速度；A試樣截面積，cm2或m2。【注意】由上式求出的v是一種假想的平均流速，假定水在土中的滲透是通過整個土體截面來進行的。水在土體中的實際平均流速要比達西定律采用的假想平均流速

3、大。二、達西定律的適用范圍與起始水力坡降對于密實的粘土：由于結(jié)合水具有較大的粘滯阻力，只有當(dāng)水力梯度達到某一數(shù)值，克服了結(jié)合水的粘滯阻力后才能發(fā)生滲透。起始水力梯度使粘性土開始發(fā)生滲透時的水力坡降。(a) 砂土 (b) 密實粘土 (c)礫石、卵石粘性土滲透系數(shù)與水力坡降的規(guī)律偏離達西定律而呈非線性關(guān)系，如圖（b）中的實線所示，常用虛直線來描述密實粘土的滲透規(guī)律。 (2-3)式中 ib密實粘土的起始水力坡降；對于粗粒土中（如礫、卵石等）：在較小的i下，v與i才呈線性關(guān)系，當(dāng)滲透速度超過臨界流速vcr時，水在土中的流動進入紊流狀態(tài)，滲透速度與水力坡降呈非線性關(guān)系，如圖（c）所示，此時，達西定律不能

4、適用。第二節(jié) 滲透系數(shù)及其確定方法【基本內(nèi)容】一、滲透試驗1常水頭試驗常水頭試驗適用于透水性大（k10-3cm/s）的土，例如砂土。常水頭試驗就是在整個試驗過程中，水頭保持不變。試驗時測出某時間間隔t內(nèi)流過試樣的總水量V，根據(jù)達西定律 PAGE 2即 2變水頭試驗粘性土由于滲透系數(shù)很小，流經(jīng)試樣的總水量也很小，不易準(zhǔn)確測定。因此，應(yīng)采用變水頭試驗。變水頭試驗就是在整個試驗過程中，水頭隨時間而變化的一種試驗方法。利用數(shù)學(xué)方法可得到滲透系數(shù)如用常用對數(shù)表示，上式可寫為 二、影響滲透系數(shù)的因素【討論】上述因素對滲透系數(shù)的影響三、成層土的滲透系數(shù)1平行層面滲透系數(shù)【討論】對于成層土，如果各土層的厚度大

5、致相近，而滲透性卻相差懸殊時，與層向平行的平均滲透系數(shù)將取決于最透水層的厚度和滲透性。2垂直層面滲透系數(shù) 【討論】對于成層土，如果各土層的厚度大致相近，而滲透性卻相差懸殊時，與層面垂直的平均滲透系數(shù)將取決于最不透水層的厚度和滲透性。 【例題先自習(xí)后講解】 【例2-1】 設(shè)做變水頭滲透試驗的粘土試樣的截面積為302，厚度為4cm，滲透儀細玻璃管的內(nèi)徑為0.4cm，試驗開始時的水位差為160cm，經(jīng)時段15分觀察得水位差為52cm，試驗時的水溫為30，試求試樣的滲透系數(shù)。【解題思路】熟悉變水頭公式計算k20第三節(jié) 滲透力和滲透變形【基本內(nèi)容】 PAGE 3一、滲透力和臨界水力坡降1滲透力滲透力水在

6、土體中流動時，滲透水流施加于單位土粒上的拖曳力。 滲透力的特點 【討論】滲透力對土體穩(wěn)定的影響2臨界水力坡降使土體開始發(fā)生滲透變形的水力坡降。設(shè)計時，將滲流逸出處的水力坡降控制在允許坡降i內(nèi)，即ii二、滲透變形滲透水流將土體的細顆粒沖走、帶走或局部土體產(chǎn)生移動，導(dǎo)致土體變形，這類問題稱為滲透變形問題。1滲透變形的基本形式2流土的特點：發(fā)生于地基或土壩下游滲流出逸處，而不發(fā)生于土體內(nèi)部。開挖基坑或渠道時常常遇到的流砂現(xiàn)象，就屬于流土破壞。細砂、粉砂、淤泥等較易發(fā)生流土破壞。3管涌的特點：既可以發(fā)生在土體內(nèi)部，也可以發(fā)生在滲流出口處。它的發(fā)展一般有個時間過程，是一種漸進性的破壞。管涌的臨界水力梯度

7、icr一般通過試驗確定。【工程經(jīng)驗】粘性土由于粒間具有粘聚力，連結(jié)較緊，常不出現(xiàn)管涌而只發(fā)生流土破壞；不均勻系數(shù)Cu10的勻粒砂土，在一定的水力梯度下，局部地區(qū)較易發(fā)生流土破壞；對Cu10的砂和礫石、卵石，分兩種情況。當(dāng)孔隙中細粒含量較少（小于30%）時，只要較小的水力坡降，就足以推動這些細粒發(fā)生管涌。如它們的孔隙中細粒增多，以至塞滿全部孔隙（此時細料含量約為30%35%），便不出現(xiàn)管涌而會發(fā)生流土現(xiàn)象。【提問答疑】【本次課小結(jié)】1達西定律2測定滲透系數(shù)的方法3滲透力與滲透變形【復(fù)習(xí)思考】達西定律的適用條件有哪些？ PAGE 42實驗室測定滲透系數(shù)的方法有哪兩種？它們分別適用于什么情況？3何謂

8、滲透力？其大小、方向、單位如何？4滲透變形的基本形式有分哪兩種？它們分別有什么特征？【課后作業(yè)】課后反饋意見 PAGE 5教案表頭：日期班級課室時間45min復(fù)習(xí)舊課上節(jié)課主要內(nèi)容及反饋信息時間min新課題目第四節(jié) 滲流工程問題與處理措施習(xí)題復(fù)習(xí)課教學(xué)目標(biāo)1了解常見工程滲流問題及其處理措施2系統(tǒng)復(fù)習(xí)全章內(nèi)容3提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生解決問題能力教學(xué)輔助資料多媒體課件及相關(guān)工程資料教學(xué)內(nèi)容設(shè)計及安排第四節(jié) 滲流工程問題與處理措施【基本內(nèi)容】一、滲流工程問題1地下水的浮托作用2地下水的潛蝕作用3流砂 4基坑突涌二、防滲處理措施1水工建筑物滲流處理措施 水工建筑物的防滲工程措施一般以“上堵下疏”

9、為原則，上游截滲、延長滲徑，下游通暢滲透水流，減小滲透壓力，防止?jié)B透變形。垂直截滲 垂直截滲墻、帷幕灌漿、板樁等都屬于垂直截滲。設(shè)置水平鋪蓋 上游設(shè)置水平鋪蓋，延長水流滲透路徑。設(shè)置反濾層在水工建筑物下游設(shè)置反濾層，既可通暢水流，又起到保護土體、防止細粒流失而產(chǎn)生滲透變形。排水減壓為減小下游滲透壓力，常常在水工建筑物下游、基坑開挖時，設(shè)置減壓井或深挖排水槽。【工程實例】【討論】采用上述措施的原理2基坑開挖防滲措施工程降水可采用明溝排水和井點降水的方法人工降低地下水位。設(shè)置板樁沿坑壁打入板樁，它一方面可以加固坑壁，同時增加了地下水的滲流路徑，減小水力 PAGE 6坡降。水下挖掘在基坑或沉井中用機械在水下挖掘，避免因排水而造成流砂的水頭差。為了增加砂的穩(wěn)定性，也可向基坑中注水，并同時進行挖掘。基坑開挖防滲措施還有凍結(jié)法、化學(xué)加固法、爆炸法等。習(xí)題復(fù)習(xí)課【學(xué)生講臺解答作業(yè)】【學(xué)生互評】【教師點評】【工程防滲實例簡介】【提問答疑】【本章小結(jié)】1層流狀態(tài)，水在土中的滲透速度與試樣的水力梯度（或水力坡降）成正比；2常水頭試驗適用于透水性大（k1