渗流的基本定律
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发布时间：2022-04-26 17:04
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时间：2023-10-16 00:36
渗流的基本定律是1856年法国工程师H.-P.-G.达西由实验总结而得的达西定律，即： v=Q/A=kJ
式中v为断面平均流速；u为点流速；Q为渗透流量；A为断面面积;k为土体渗透系数,与土体及水的性质有关,J为水力坡降。公式表明渗流水力坡度与流速的一次方成比例,所以达西定律又称为线性渗流定律。达西定律成立的条件是：土体骨架不变形，流态为不可压缩牛顿流体的层流渗流。
符合达西定律的各向同性均质土壤 (k为常量)中渗流的基本微分方程是：运动方程连续性方程。 这组方程是封闭的。此外，这种渗流属于势流。存在速度势函数 φ = φ(x，y，z)=-kH，而且φ 满足拉普拉斯方。通过求解上述方程可得渗流水头H及流速ux、uy、uΖ，或者势函数φ。
渗流问题的解法有:解析法(包括直接求解微分方程组、平面问题的复变函数解及一维渐变渗流的分析法)、数值法(有限差分法、有限单元法、边界元法等)、图解法(流网法)及实验法（包括砂模型及各种比拟模型──电比拟、热比拟等）。
渗流也可呈紊流流态,可用渗流雷诺来判别。式中v为渗流断面平均流速；d为土体颗粒的有效粒径;ν为液体运动粘性系数。达西定律适用的层流渗流的雷诺数上限值变化范围约为 1～10。大于此上限的称为非线性渗流，其水力坡度与流速的关系可一般地表示为J=αu+βu2。式中α、β为待定系数，由实验确定；u为渗流流速。
