單位體積所受的滲透力怎麼算

1. 滲透力是什麼

滲透力(seepage force) 亦稱「滲流力」。土中的滲透水流在水頭差作用下，作用於單位體積土體內土粒上的拖曳力。
滲透力是一種作用在滲流場的所有土粒上的體積力。力的方向與滲流方向一致，有使土顆粒向前運動的趨勢，其值等於土粒對水流的阻力。
滲透力是引起土體滲透變形的動力。在斜坡和閘壩地基滑動面上的滲透力，不利於斜坡和地基土的穩定。

2. 為什麼說滲透力是一種體積力

因為滲流力J=rw乘以i，i為水力梯度，rw為單位體積重力，所以J也是一種體積力

3. 滲透濃度怎麼計算

πV=nRT或π=cRT。

從化學的角度來看，πV=nRT或π=cRT，其中π為滲透壓 ，V為溶液體積，n為物質的量，c為物質的量濃度，R為理想氣體常數，T為熱力學溫度。單位是開爾文，K，T/K=t/℃+273.15，即熱力學溫度永遠比攝氏溫標的溫度數值大273.15，T不可能達到0K，這就是常說的絕對零度不可能達。

滲透壓的大小決定於全溶質粒子（分子及離子）的濃度，此濃度稱為滲透濃度。非電解質溶液，滲透濃度與摩爾濃度是一致的，滲透壓與摩爾濃度大致呈正比，但電解質溶液則不同。

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注意事項：

滲透作用是水分依水勢梯度而移動。也即是水流通過膜的方向和速度不只是決定於水的濃度梯度或壓力梯度，而是決定於這兩種驅動力的和。滲透是指溶劑分子通過半透膜而移動的現象。

在一個滲透系統中，水的移動方向決定於半透膜兩邊溶液的水勢高低。水勢高的溶液中的水，流向水勢低的溶液。

4. 什麼叫滲流力

單位體積土顆粒所受到的滲流作用力為滲流力或動水力。滲流力是一種體積力。

5. 單位面積所受風的阻力怎麼計算

空氣阻力的公式：F=1/2CPSV²

式中：C為空氣阻力系數，該值通常是實驗值，和物體的特徵面積（迎風面積），物體光滑程度和整體形狀有關；ρ為空氣密度，正常的乾燥空氣可取1.293g/l，特殊條件下可以實地監測；S為物體迎風面積；

V為物體與空氣的相對運動速度。由上式可知，正常情況下空氣阻力的大小與空氣阻力系數及迎風面積成正比，與速度平方成正比。在空氣中如果速度達到2.5M（馬赫） 附近， 由於空氣的摩擦， 開始出現氣動加熱現象。

假設空氣不動，上式中V=物體速度v。

由於空氣阻力方向與物體運動方向相反，因此以物體運動速度為正值時，空氣阻力方向則為負值。

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應用：

降落傘

利用空氣阻力使人或物從空中安全降落到地面的工具。它廣泛應用於航空航天人員救生，空降兵作戰和訓練，跳傘運動，空投物資，回收飛行器和設備等。降落傘按用途分為人用傘和物用傘。人用傘有救生傘、傘兵傘、運動傘和備用傘。物用傘有投物傘、回收傘等。用以縮短飛機著陸滑跑距離的阻力傘，就其工作原理來說，也屬於降落傘。

據《史記》記載，舜利用兩個斗笠，從著火的倉廩上跳下，安全落地，說明當時已有人懂得利用空氣阻力減小物體從空中降落速度的道理。

12世紀，中國已有人用兩把帶柄的傘從高塔「跳傘」成功的記載。14世紀，中國雜技藝人用類似降落傘的裝置作 「跳傘」表演。15世紀，義大利著名藝術家達·芬奇曾畫了一個角錐形降落傘草圖，並作了說明。氣球的出現，促進了降落傘的發展。

6. 滲透壓計算公式

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所謂溶液滲透壓，簡單的說，是指溶液中溶質微粒對水的吸引力。溶液滲透壓的大小取決於單位體積溶液中溶質微粒的數目：溶質微粒越多，即溶液濃度越高，對水的吸引力越大，溶液滲透壓越高。

反過來，溶質微粒越少，即溶液濃度越低，對水的吸引力越弱，溶液滲透壓越低。即與無機鹽、蛋白質的含量有關。

在組成細胞外液的各種無機鹽離子中，含量上佔有明顯優勢的是Na⁺和Cl⁻，細胞外液滲透壓的90%以上來源於Na⁺和Cl⁻。在37℃時，人的血漿滲透壓約為770kPa，相當於細胞內液的滲透壓。

依數性質：

由於平衡滲透壓遵循理想氣體定律（稀溶液中忽略溶質分子的相互作用），這個數學推導過程在這里省略，最後可以得出范特霍夫關系：π=cRT（或π=kTN/V；N/V為分子數密度)；

從公式可知溶液的滲透壓只由溶質的分子數決定，因而滲透壓也是溶液的依數性質。這個關系給出的不是真正的壓強，而是阻止滲透流可能需要的壓強，即系統達到平衡所需要的壓強差。

7. 什麼是滲透坡降

滲透坡降是湖堤和河湖隔堤往往承受的水位差較大，滲流作用是其重要外荷載之一。由於滲透力的作用河堤呈下降趨勢。

滲透坡降J是滲透變形的決定因素，當滲透坡降J大於允許滲透坡降［J］，土體就會產生滲透變形。

通常，允許滲透坡降由臨界滲透坡降［J］確定。

［J］=JB/K式中：JB是臨界滲透坡降，可以由試驗確定，也可以計算求得；K是安全系數，取1～2。因此，關鍵是確定臨界坡降。

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在土力學中，一般把滲透力(也稱滲流力)定義為單位體積的土體內土骨架受到的孔隙水的滲流作用力。滲透力是一種體積力，量綱與水的容重的量綱相同，作用方向與滲流的方向一致。因為土骨架受到的滲流作用力與土骨架給孔隙水的滲流阻力大小相等、方向相反，所以可以通過分析孔隙水的受力得到滲透力的表達式。

幾乎所有的土力學教科書給出的飽和土的滲透力的表達式均為

J=γwi

式中

J——滲透力(矢量)；

γ——水的容重；

i——滲透坡降(矢量)，也稱為水勢梯度(矢量)，以下稱水勢梯度。

8. 關於力的計算公式

1.重力G＝mg

（方向豎直向下，g＝9.8m/s2≈10m/s2，作用點在重心，適用於地球表面附近）

2.胡克定律F＝kx

｛方向沿恢復形變方向，k：勁度系數(N/m)，x：形變數(m)｝

3.滑動摩擦力F＝μFN

｛與物體相對運動方向相反，μ：摩擦因數，FN：正壓力(N)｝

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力的不同分類

1.根據力的性質可分為：重力、萬有引力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等。（注意，萬有引力不是在所有條件下都等於重力）。（重力不是所有條件下都指向地心，重力是地球對物體萬有引力的一個分力，另一個分力是向心力，只有在赤道上重力方向才指向地心。）

2.根據力的效果可分為：拉力、張力、壓力、支持力、動力、阻力、向心力、回復力等。

3.根據研究對象可分為：外力和內力。

4.根據力的作用方式可分為：非接觸力（如萬有引力，電磁力等）和接觸力（如彈力，摩擦力等）。

5.四種基本相互作用（力）：引力相互作用，電磁相互作用，強相互作用，弱相互作用。

力的性質：

物質性：力是物體（物質、質量）對物體（物質、質量）的作用，一個物體受到力的作用，一定有另一個物體對它施加這種作用，力是不能擺脫物體而獨立存在的。

相互性（相互作用力）：任何兩個物體之間的作用總是相互的，施力物體同時也一定是受力物體。只要一個物體對另一個物體施加了力，受力物體反過來也肯定會給施力物體增加一個力。（產生條件：力大小相等（合力為零處於無方向靜止運動狀態）或不相等，方向相反，作用在兩個不同的物體上，且作用在同一直線上。簡單概括為：異物、等值、反向、共線。 一對相互作用力必然是同時產生，同時消失的。）

矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。

同時性：力同時產生，同時消失。

獨立性：一個力的作用並不影響另一個力的作用。

包含力的大小、方向、作用點三個要素。用一條有向線段把力的三要素准確的表達出來的方式稱為力的圖示。大小用有標度的線段的長短表示，方向用箭頭表示，作用點用箭頭或箭尾表示，力的方向所沿的直線叫做力的作用線。力的圖示用於力的計算。判斷力的大小時，一定要注意線段的標度，因為即使一條線段比另一條線段長，但長線段的標度也長的話，那短線段表示的力不一定比長線段表示的力小。

9. 滲透坡降的計算公式是什麼

臨界坡降的計算
滲透坡降J是滲透變形的決定因素，當滲透坡降J大於允許滲透坡降［J］，土體就會產生滲透變形。如何來確定允許滲透坡降［J］呢？
通常，允許滲透坡降由臨界滲透坡降［J］確定。
［J］=JB/K
式中：JB是臨界滲透坡降，可以由試驗確定，也可以計算求得；
K是安全系數，取1～2。
因此，關鍵是確定臨界坡降。
1）.非粘性土流土的臨界坡降
a ).太沙基公式
取單位體積的土體單元進行分析，考慮土粒的受力平衡。
設土的孔隙率為n，土粒的比重為γS，滲透坡降為J，則單元體中土粒的自重為（1-n），土粒所受的浮力為（1-n），另外，土粒所受的滲透力為γJ 。
當達到平衡時滲透坡降為JB，則有平衡方程式：
（1-n）γs-γJB-（1-n）γ=0，即，
γJB=（1-n）γs-（1-n）γ
JB=（1-n）（γs-γ）/γ=（1-n）（γs/γ-1）
實踐證明,太沙基公式的計算結果比實際偏小15%～25%。
b）.E•A扎馬林公式
扎馬林經過大量試驗，歸納出臨界坡降計算公式：
JB=（1-n）（γs/γ-1）+0.5n
式中，n是土的孔隙率。
(請比較、比較太沙基公式與扎馬林公式的差別。)
c）.王韋公式
王韋同樣從受力分析的角度建立了臨界坡降公式。
土粒子不僅受到重力、浮力、滲透力，還受到士兩側土的摩擦力。
設土的內摩擦角為φ，土的側壓力系數為ζ，則：
土的豎向力為：（1-n）γs-（1-n）γ=（1-n）（γs-γ）
側向土壓力，即側面上的正壓力為：ζ(1-n）（γs-γ）
側面上的摩擦力為：ζ（1-n）（γs-γ）tgφ
由平衡條件得：γJB+（1-n）γ=（1-n）γs+ζ(1-n）（γs-γ）tgφ
JB=（1-n）（γs/γ-1）+ζ（1-n）（γs/γ-1）tgφ
=（1-n）（γs/γ-1）（1+ξtgφ）
d). 沙金煊公式
沙金煊認為，臨界坡降必須考慮土粒的形狀，得出：
JB=α（1-n）（γs/γ-1）
式中，α為顆粒形狀系數，是不規則顆粒的表面積與等體積球體顆粒表面積之比。通常,對各種砂礫土,α取1.16～1.17；對有銳角的不規則顆粒，α取1.5；對各種顆粒混合的砂礫料，α取1.33。
隨著試驗和研究的深入，臨界坡降的計算也越趨完善，這也是科學發展的普遍規律。
【請比較、分析太沙基公式、王韋公式扎馬林公式、和沙金煊公式。】
2）.管涌臨界坡降JC的確定
管涌臨界坡降的確定有經驗法和理論計演算法。
a）.經驗法。試驗表明，管涌臨界坡降與滲透系數K有關；與細顆粒含量Pz有關。所以，可以通過試驗，建立臨界坡降JC與滲透系數K的關系，或者建立臨界坡降JC與細顆粒含量Pz的關系，從而，在實際工程中，根據滲透系數K或細顆粒含量Pz，確定臨界坡降JC。
b）.理論方法。
巴特拉雪夫公式：JC=d/a0K［1+(1+a0h0K/d)0.5］
伊斯托明娜公式：JC =45d2/(Kν)
到目前為至，對管涌臨界坡降的研究還很少，公式也不很成熟。

10. 什麼叫滲透力，其大小和方向如何確定

答：地下水在土體中流動時，由於受到土的阻力，而引起水頭損失，從作用力與反作用力的原理可知，水流經過時必定對土顆粒施加一種滲流作用力，單位體積土顆粒所受到的滲流作用力稱為滲透力。滲流力的大小與水力梯度成正比，其方向與滲流方向一致。

您好，答題不易

如有幫助請採納，謝謝！