达西渗流定律

达西渗流定律 　在某一时段t内，水从砂土中流过的渗流量Q与过水断面A和土体两端测压管中的水位差⊿h成正比，与土体在测压管间的距离L成反比，q=Q／t=k⊿hA／L=kAi,v=q／A=ki,q是单位时间渗流量，v是渗流速度，i是水力坡度，k是图的渗流系数。当水运动的速度和加速度很小时，其生产的惯性力远远小于由液体粘滞性产生的摩擦阻力，这时粘滞力占优势，水的运动是层流，渗流服从达西定律；当水运动速度达到一定程度，惯性力占优势时，由于惯性力与速度的平方成正比，达西定律就不再适用了。当雷诺数Re﹤10时，渗流服从达西定律。 达西定律 　　达西在1856年通过了大量的试验研究，得出渗流能量损失与渗流速度之间的关系，即达西定律。 　　达西定律： 　　达西实验装置如图6—7—1所示。圆筒横断面积为A，其中充填均匀的砂粒，砂层厚度为l，由金属网支托。水由稳压水箱经水管A流入圆筒中，再经砂层渗滤后由出水管B流出。其流量由量筒C量测，在砂层上下两端装测压管以量测渗流的水头损失。由于渗流流速极小，所以流速水头可以忽略不计，总水头可用测压管    HYPERLINK "http://baike.baidu.com/image/718e25c70ae0ef9cd000603a" \t "_blank" 渗流的达西定律 水头来表示，水力坡度可以用测压管坡度来表示： 　　达西分析了大量实验资料，得到圆筒内的渗流量Q与圆筒横断面积A和水力坡度J成正比，并和土壤的透水性能有关。达西建立的基本关系为：Q=kAJ (6—7—2) 　　V=Q/A=kJ(6—7—3) 式中 k为渗流系数，反映了土壤的透水性能。 达西实验 　　（稳定流） 在《水文地质学基础》中我们做个这个实验，下面我们来回顾一下： 　　这个实验由法国水力工程师亨利·达西(Henry　Darcy)在装有均质砂土滤料的圆柱形筒中做了大量的渗流实验(图1-2-1)，于l856年发现：渗透流速与水力坡度成正比，即线性渗流定律，这是渗流基本定律，后人称之为达西定律，其形式为 　　    HYPERLINK "http://baike.baidu.com/image/11794d43cc1ca5519213c60b" \t "_blank" 达西实验    HYPERLINK "http://baike.baidu.com/image/9304c88877d390d4a5c27209" \t "_blank" 达西实验 式中：Q为渗透流量；A为渗流断面面积；H1、H2为l和2断面上的测压水头值；L为1和2两断面间的距离；J为水力坡度，圆筒中渗流属于均匀介质一维流动，渗流段内各点的水力坡度均相等；K为比例系数，称为砂土的渗透系数(也称水力传导系数)。