石家庄铁路职业技术学院土力学
渗透变形的类型与防治措施
1.渗透变形类型流土在向上的渗透水流作用下,当渗透力等于或大于土的浮重度,表层局部土体或颗粒同时发生悬浮移动的现象。原因:和土的密实程度有关
1.渗透变形类型管涌在渗流作用下,一定级配的无黏性土中的细小颗粒,通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动、流失,最终在土中形成与地表贯通的管道。原因:内因—有足够多的粗颗粒形成大于细颗粒粒径的孔隙通道外因—渗透力足够大
现象土体局部范围的颗粒同时发生移动土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动位置只发生在水流逸出的表层可发生于土体内部和渗流逸出处土类只要渗透力足够大可发生在任何土中一般发生在特定级配的无黏性土或分散性黏土历时破坏过程短破坏过程相对较长后果导致下游坡面产生局部滑动等导致结构发生塌陷或溃口流土与管涌的比较流土管涌
2.渗透破坏类型的判别渗透变形的类型与土的类别、颗粒级配以及水力条件等因素有关。(1)流土可能性的判别土体处于稳定状态土体处于流土状态土体处于临界状态黏性土由于粒间具有黏聚力,黏结较紧,一般不出现管涌而只发生流土破坏;一般认为不均匀系数Cu<10的匀粒砂土,在一定的水力坡降下,局部地区较易发生流土破坏。
2.渗透破坏类型的判别(2)管涌可能性的判别一般发生在无黏性土中①几何条件较均匀土(Cu≤10)级配孔隙及细粒非管涌土粗粒形成的孔隙通道小于细粒径不均匀土(Cu10)不连续连续D0=0.25d20细粒含量35%细粒含量25%细粒含量=25%-35%D0d3D0d5D0=d3-d5管涌土过渡型土非管涌土非管涌土管涌土过渡型土②水力条件渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是发生管涌的水力条件。
3.防治渗透变形的措施(1)防治流土的措施防治流土的关键在于控制水流逸出处的水力坡降,一般以“上堵下疏”为原则。①垂直截渗主要目的:延长渗径,降低下游的水力坡降,若垂直截渗能完全截断透水层,防渗效果更好。垂直截渗墙、帷幕灌浆、板桩等均属于垂直截渗。
3.防治渗透变形的措施②设置水平铺盖黏土铺盖上游设置水平铺盖,延长了水流渗透路径,降低下游的逸出坡降。
3.防治渗透变形的措施③下游挖减压沟或打减压井黏性土含水层减压井贯穿渗透性小的黏土层,以降低作用在黏性土层底面的渗透压力。
3.防治渗透变形的措施④下游加透水盖,以防止土体被渗透力所悬浮。这几种工程措施往往是联合使用的,具体设计可根据实际情况而定。
3.防治渗透变形的措施(2)防治管涌的措施①改变水力条件钢板桩②改变几何条件在水流逸出处的铺设层间关系满足要求的反滤层,是防止管涌破坏的有效措施。降低土层内部和水流逸出处的渗透坡降,如上游做防渗铺盖或打板桩等。