单位体积所受的渗透力怎么算

1. 渗透力是什么

渗透力(seepage force) 亦称“渗流力”。土中的渗透水流在水头差作用下，作用于单位体积土体内土粒上的拖曳力。
渗透力是一种作用在渗流场的所有土粒上的体积力。力的方向与渗流方向一致，有使土颗粒向前运动的趋势，其值等于土粒对水流的阻力。
渗透力是引起土体渗透变形的动力。在斜坡和闸坝地基滑动面上的渗透力，不利于斜坡和地基土的稳定。

2. 为什么说渗透力是一种体积力

因为渗流力J=rw乘以i，i为水力梯度，rw为单位体积重力，所以J也是一种体积力

3. 渗透浓度怎么计算

πV=nRT或π=cRT。

从化学的角度来看，πV=nRT或π=cRT，其中π为渗透压 ，V为溶液体积，n为物质的量，c为物质的量浓度，R为理想气体常数，T为热力学温度。单位是开尔文，K，T/K=t/℃+273.15，即热力学温度永远比摄氏温标的温度数值大273.15，T不可能达到0K，这就是常说的绝对零度不可能达。

渗透压的大小决定于全溶质粒子（分子及离子）的浓度，此浓度称为渗透浓度。非电解质溶液，渗透浓度与摩尔浓度是一致的，渗透压与摩尔浓度大致呈正比，但电解质溶液则不同。

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注意事项：

渗透作用是水分依水势梯度而移动。也即是水流通过膜的方向和速度不只是决定于水的浓度梯度或压力梯度，而是决定于这两种驱动力的和。渗透是指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。

在一个渗透系统中，水的移动方向决定于半透膜两边溶液的水势高低。水势高的溶液中的水，流向水势低的溶液。

4. 什么叫渗流力

单位体积土颗粒所受到的渗流作用力为渗流力或动水力。渗流力是一种体积力。

5. 单位面积所受风的阻力怎么计算

空气阻力的公式：F=1/2CPSV²

式中：C为空气阻力系数，该值通常是实验值，和物体的特征面积（迎风面积），物体光滑程度和整体形状有关；ρ为空气密度，正常的干燥空气可取1.293g/l，特殊条件下可以实地监测；S为物体迎风面积；

V为物体与空气的相对运动速度。由上式可知，正常情况下空气阻力的大小与空气阻力系数及迎风面积成正比，与速度平方成正比。在空气中如果速度达到2.5M（马赫） 附近， 由于空气的摩擦， 开始出现气动加热现象。

假设空气不动，上式中V=物体速度v。

由于空气阻力方向与物体运动方向相反，因此以物体运动速度为正值时，空气阻力方向则为负值。

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应用：

降落伞

利用空气阻力使人或物从空中安全降落到地面的工具。它广泛应用于航空航天人员救生，空降兵作战和训练，跳伞运动，空投物资，回收飞行器和设备等。降落伞按用途分为人用伞和物用伞。人用伞有救生伞、伞兵伞、运动伞和备用伞。物用伞有投物伞、回收伞等。用以缩短飞机着陆滑跑距离的阻力伞，就其工作原理来说，也属于降落伞。

据《史记》记载，舜利用两个斗笠，从着火的仓廪上跳下，安全落地，说明当时已有人懂得利用空气阻力减小物体从空中降落速度的道理。

12世纪，中国已有人用两把带柄的伞从高塔“跳伞”成功的记载。14世纪，中国杂技艺人用类似降落伞的装置作 “跳伞”表演。15世纪，意大利著名艺术家达·芬奇曾画了一个角锥形降落伞草图，并作了说明。气球的出现，促进了降落伞的发展。

6. 渗透压计算公式

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所谓溶液渗透压，简单的说，是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高。

反过来，溶质微粒越少，即溶液浓度越低，对水的吸引力越弱，溶液渗透压越低。即与无机盐、蛋白质的含量有关。

在组成细胞外液的各种无机盐离子中，含量上占有明显优势的是Na⁺和Cl⁻，细胞外液渗透压的90%以上来源于Na⁺和Cl⁻。在37℃时，人的血浆渗透压约为770kPa，相当于细胞内液的渗透压。

依数性质：

由于平衡渗透压遵循理想气体定律（稀溶液中忽略溶质分子的相互作用），这个数学推导过程在这里省略，最后可以得出范特霍夫关系：π=cRT（或π=kTN/V；N/V为分子数密度)；

从公式可知溶液的渗透压只由溶质的分子数决定，因而渗透压也是溶液的依数性质。这个关系给出的不是真正的压强，而是阻止渗透流可能需要的压强，即系统达到平衡所需要的压强差。

7. 什么是渗透坡降

渗透坡降是湖堤和河湖隔堤往往承受的水位差较大，渗流作用是其重要外荷载之一。由于渗透力的作用河堤呈下降趋势。

渗透坡降J是渗透变形的决定因素，当渗透坡降J大于允许渗透坡降［J］，土体就会产生渗透变形。

通常，允许渗透坡降由临界渗透坡降［J］确定。

［J］=JB/K式中：JB是临界渗透坡降，可以由试验确定，也可以计算求得；K是安全系数，取1～2。因此，关键是确定临界坡降。

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在土力学中，一般把渗透力(也称渗流力)定义为单位体积的土体内土骨架受到的孔隙水的渗流作用力。渗透力是一种体积力，量纲与水的容重的量纲相同，作用方向与渗流的方向一致。因为土骨架受到的渗流作用力与土骨架给孔隙水的渗流阻力大小相等、方向相反，所以可以通过分析孔隙水的受力得到渗透力的表达式。

几乎所有的土力学教科书给出的饱和土的渗透力的表达式均为

J=γwi

式中

J——渗透力(矢量)；

γ——水的容重；

i——渗透坡降(矢量)，也称为水势梯度(矢量)，以下称水势梯度。

8. 关于力的计算公式

1.重力G＝mg

（方向竖直向下，g＝9.8m/s2≈10m/s2，作用点在重心，适用于地球表面附近）

2.胡克定律F＝kx

｛方向沿恢复形变方向，k：劲度系数(N/m)，x：形变量(m)｝

3.滑动摩擦力F＝μFN

｛与物体相对运动方向相反，μ：摩擦因数，FN：正压力(N)｝

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力的不同分类

1.根据力的性质可分为：重力、万有引力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。（注意，万有引力不是在所有条件下都等于重力）。（重力不是所有条件下都指向地心，重力是地球对物体万有引力的一个分力，另一个分力是向心力，只有在赤道上重力方向才指向地心。）

2.根据力的效果可分为：拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。

3.根据研究对象可分为：外力和内力。

4.根据力的作用方式可分为：非接触力（如万有引力，电磁力等）和接触力（如弹力，摩擦力等）。

5.四种基本相互作用（力）：引力相互作用，电磁相互作用，强相互作用，弱相互作用。

力的性质：

物质性：力是物体（物质、质量）对物体（物质、质量）的作用，一个物体受到力的作用，一定有另一个物体对它施加这种作用，力是不能摆脱物体而独立存在的。

相互性（相互作用力）：任何两个物体之间的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。只要一个物体对另一个物体施加了力，受力物体反过来也肯定会给施力物体增加一个力。（产生条件：力大小相等（合力为零处于无方向静止运动状态）或不相等，方向相反，作用在两个不同的物体上，且作用在同一直线上。简单概括为：异物、等值、反向、共线。 一对相互作用力必然是同时产生，同时消失的。）

矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。

同时性：力同时产生，同时消失。

独立性：一个力的作用并不影响另一个力的作用。

包含力的大小、方向、作用点三个要素。用一条有向线段把力的三要素准确的表达出来的方式称为力的图示。大小用有标度的线段的长短表示，方向用箭头表示，作用点用箭头或箭尾表示，力的方向所沿的直线叫做力的作用线。力的图示用于力的计算。判断力的大小时，一定要注意线段的标度，因为即使一条线段比另一条线段长，但长线段的标度也长的话，那短线段表示的力不一定比长线段表示的力小。

9. 渗透坡降的计算公式是什么

临界坡降的计算
渗透坡降J是渗透变形的决定因素，当渗透坡降J大于允许渗透坡降［J］，土体就会产生渗透变形。如何来确定允许渗透坡降［J］呢？
通常，允许渗透坡降由临界渗透坡降［J］确定。
［J］=JB/K
式中：JB是临界渗透坡降，可以由试验确定，也可以计算求得；
K是安全系数，取1～2。
因此，关键是确定临界坡降。
1）.非粘性土流土的临界坡降
a ).太沙基公式
取单位体积的土体单元进行分析，考虑土粒的受力平衡。
设土的孔隙率为n，土粒的比重为γS，渗透坡降为J，则单元体中土粒的自重为（1-n），土粒所受的浮力为（1-n），另外，土粒所受的渗透力为γJ 。
当达到平衡时渗透坡降为JB，则有平衡方程式：
（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）
实践证明,太沙基公式的计算结果比实际偏小15%～25%。
b）.E•A扎马林公式
扎马林经过大量试验，归纳出临界坡降计算公式：
JB=（1-n）（γs/γ-1）+0.5n
式中，n是土的孔隙率。
(请比较、比较太沙基公式与扎马林公式的差别。)
c）.王韦公式
王韦同样从受力分析的角度建立了临界坡降公式。
土粒子不仅受到重力、浮力、渗透力，还受到士两侧土的摩擦力。
设土的内摩擦角为φ，土的侧压力系数为ζ，则：
土的竖向力为：（1-n）γs-（1-n）γ=（1-n）（γs-γ）
侧向土压力，即侧面上的正压力为：ζ(1-n）（γs-γ）
侧面上的摩擦力为：ζ（1-n）（γs-γ）tgφ
由平衡条件得：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
沙金煊认为，临界坡降必须考虑土粒的形状，得出：
JB=α（1-n）（γs/γ-1）
式中，α为颗粒形状系数，是不规则颗粒的表面积与等体积球体颗粒表面积之比。通常,对各种砂砾土,α取1.16～1.17；对有锐角的不规则颗粒，α取1.5；对各种颗粒混合的砂砾料，α取1.33。
随着试验和研究的深入，临界坡降的计算也越趋完善，这也是科学发展的普遍规律。
【请比较、分析太沙基公式、王韦公式扎马林公式、和沙金煊公式。】
2）.管涌临界坡降JC的确定
管涌临界坡降的确定有经验法和理论计算法。
a）.经验法。试验表明，管涌临界坡降与渗透系数K有关；与细颗粒含量Pz有关。所以，可以通过试验，建立临界坡降JC与渗透系数K的关系，或者建立临界坡降JC与细颗粒含量Pz的关系，从而，在实际工程中，根据渗透系数K或细颗粒含量Pz，确定临界坡降JC。
b）.理论方法。
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)
到目前为至，对管涌临界坡降的研究还很少，公式也不很成熟。

10. 什么叫渗透力，其大小和方向如何确定

答：地下水在土体中流动时，由于受到土的阻力，而引起水头损失，从作用力与反作用力的原理可知，水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力，单位体积土颗粒所受到的渗流作用力称为渗透力。渗流力的大小与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致。

您好，答题不易

如有帮助请采纳，谢谢！