土木工程外文獻翻譯

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1、通常情況下，流動的地下水通過一個封閉的或含水層滲透性的材料可以表現(xiàn)為均勻流在一個平面上。這個術(shù)語是用來描述滲流水通過地下土壤結(jié)構(gòu)，井、排水管和水庫的運動?！?般地，定義在流體力學中雷諾數(shù)小于1,因此流層流和達西定律是有效的任何背離層流的流動問題并不嚴重，只耍雷諾數(shù)低于10,達西定律的上限。一個簡化的理論和數(shù)值算法，并將其M用于實際的例了來獲得流動網(wǎng)，描述了滲流這是繼以描述的室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗方法（系數(shù)）用來獲取的滲透率（或水力傳導系數(shù)）低于對照的速度和水的體積單位時間的流動。圖3.1描述了水的流量通過一根管道長度L和土壤的截面積兒盡管水沿曹片?聯(lián)空隙的土壤，假設(shè)作為水流過的全斷

2、血能方便地確定速度，這個假想的速度小于實際速度、流量計算使川這個速度是可靠的。水位在B點到土壤管是高于水位在出口點C這表明，勢能的消耗為水流過長度L在每個點的水位是代表英從任意數(shù)據(jù)距離h,稱為頭或總水頭根據(jù)伯努利頭的定義：h=z+u/Yw+v2/2g（3.1）其中7是頭部位置（垂直處標點）,u是水的壓力或孔隙壓力R是單位重量的水,v是速度和廠/2名是初始速度。在經(jīng)典土力學，由于低流速，初始速度長期被忽略，因此：(3.2)土力學的基木概念及工程應(yīng)用h=z+u/Yw圖3.1理想化圖供水流經(jīng)一個粗顆粒的土壤中水力梯度長度L是一個無量綱參數(shù)被定義為變化的速率的總數(shù)（水頭損失）A/2oz

3、=A/2/L1在穩(wěn)定流條件下，沿著一條有限長度的水力梯度假設(shè)不變，否則它是一個點相關(guān)的參數(shù)，定義單位在指定的方向流動長度總水頭下降。/=A/?/AL(3-4)如果總水頭川長度L表示，則公式3.4改為:(3.5)負號意味著速度在下降的總水頭方向，只要計算結(jié)果是基于絕對值和滲流不是在坐標系計算的可以使用3.4和3.4的公式.在兩或三維坐標系統(tǒng)的水力梯度是指由公式3.5.達西，是法國19世紀的液壓科學家指出，通過多孔介質(zhì)流量與水頭損失成止比的與流道長度成反比。達西定律可以表示為：V=kinAlk是滲透系數(shù)，通過實驗得出的。水的流量按照下式計算：q=Av=Aki估計實際速度，被稱為滲透

4、速度，可以山考慮下列公式：英中V是空洞的孔隙截面積。反度L乘以該方程的兩邊，我們可以得出：其中，n是孔隙度和e為土壤孔隙比.滲流壓力和臨界水力梯度在一個上升的一維流動的數(shù)額等fTwAh為冇效地對土柱棊的垂直應(yīng)力降低圖3.2顯示了一個土柱，通過在土壤底層向上流動，由于在底層土壤高頭使用公式2.1,有效地土壤的垂直應(yīng)力柱基為：ffv=crv-p=gL+%心-Y?(L+%+△h)av=av-u=(Y皿一Ys兒一(3.9)(3.10)如果在列屮相應(yīng)的水位是平等的在塔頂部的水位，就沒有水向上運動，將等于方程3.9的第一式。考慮了單位面積的土柱，每單位體積減少或滲水壓力為：j=K.A/L=

5、iY?其中i是水力梯度.方程3.9笫一式表示沉水重量與單位截面積的土柱長度L當滲透壓力乘以土壤的柱體積變成相當于沉水的土柱的重最，。v在柱底減少到零土壤顆粒松散的接觸此列因而遭到凍脹和失敗?這種狀態(tài)稱為快速條件，定義了臨界水力梯度計算公式如下(3.11)從公式1.21代，我們有:iC=Y7￥a=Ys(G?一1)/(1+e)(3.⑵應(yīng)當指出，在零有效垂肓應(yīng)力，十壤的強度完全取決于它的凝聚力和粘十可能不服從方程3.12在砂的強度和穩(wěn)定的一個元素提供了在這些粒子的接他點的力量。因此，在ov二0的條件下，沙元索已不再是穩(wěn)定。沙狀態(tài)這個條件類似于一個具有密度人于水的，有時也被稱為流沙漿態(tài)

6、液體。在在重力方向滲流情況下，它可能會顯示，冇效從由相當于靜態(tài)值垂在應(yīng)力增加。在一般的滲透力行為的流動方向，町能會增加或減少Z間的流動和重力方向的角度而定3.3PERMRABILITY滲透3.3.1Coefficientofpermeability滲透系數(shù)滲透系數(shù)k的大小取決與顆粒的大小、形狀，位置以及土壤的結(jié)構(gòu)。水的粘度隨著滲透系數(shù)k溫度的變化也有一定的影響。雖然許多數(shù)學公式己經(jīng)捉出了滲透系數(shù)方面的物理性質(zhì)、土壤小的滲透系數(shù)總是使用實驗測泄。表3.1數(shù)滲透系數(shù)的值的范圍。圖3.3實驗室滲透試驗S)恒定水頭試驗(b)變水頭滲透試驗哈森的經(jīng)驗公式由一個世紀前提出的冇關(guān)顆粒材料的梯

7、度滲透系數(shù)，其顆粒大小分布特征:k=(3.13)其屮K是在m/s和D]0二直徑相應(yīng)毫米至10%,C是細系數(shù)從0.005變化以及泥沙級配和均勻K表金沙0.012米，是/秒和D10二玄徑對應(yīng)的10%亳米細，C是一?個系數(shù)從0.005變化以及泥沙級配和均勻砂到0.012o3.3.2Laboratorypermeabilitytests實驗室的滲透實驗。目前在實驗室屮測定滲透系數(shù)k為”常水頭法“和”變水頭法“兩種。Constantheadtest恒定水頭實驗.該測試的排列圖解視圖見圖3?3(a)o這