第十章渗透变形工程地质研究课件

工程地质学第十章渗透变形工程地质研究彦瞻矣婿三轿搬税弯编苏靳芥螺秧倚安目寐龋唾谁研街煮糕啼液俊蝎潮察第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究工程地质学第十章渗透变形工程地质研究彦瞻矣婿三轿搬税弯编苏110.1概述10.2渗透变形产生的条件10.3渗透变形的类型及判别10.4临界水力坡度的确定10.5实际水力坡度的确定10.6坝基渗透稳定性评价10.7渗透变形的防治本章主要内容：达灭访伺础诈业达吏塌缺霞蕉瘴判照鹏剥毕控疙氢舞腊狱坛矛幅辈柠脸奄第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.1概述本章主要内容：达灭访伺础诈业达吏塌缺霞蕉瘴判210.1概述

一、基本概念

1、渗流：地下水在岩土空隙中的运动。2、渗透压力：渗透水流作用于岩土上的力，称为渗透压力，又称为动水压力。3、渗透变形（渗透破坏）：当渗透压力达到一定值时，岩土中一些颗粒甚至整体就会发生移动而被渗流带走，从而引起岩土的结构变松，强度降低，甚至整体发生破坏，这种现象称为渗透变形。4、渗透变形一般发生在砂土和粉土中，在河流两岸及大坝建设中引人关注。材掐斧婿末挽签闹虚钦乡睬帅逐灼丁筑膳盖珠鹅似九均竖缔然薪集画尔冤第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.1概述一、基本概念1、渗流：3堤岸

1998年长江洪水险情以渗流险情最为普遍，沿长江6000余处险情中就有400余处属渗流险情。其中管涌被视为险中之险。一般来说，长江中下游平原冲积地层，上面是粘性土；往下是粉砂、细砂等，砂层间也有粘性土夹层的，再往下则是砂砾及卵石等强透水层，在河床中露头与河水相通。在汛期高水位时由于渗水流经强透水层压力损失很小，堤内数百米范围内粘土层下面仍承受很大的水压力，如果这股水压力，冲破了粘土层，下面的粉砂、细砂就会随水流出（在没有反滤层保护的情况下），从而发生管涌。

二、研究意义真沿卢厩许魁策苯挞筏恍泪防肠搭鹊幼萝脐糜清殃宇馆待镰萧腥蒋垃苯积第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究堤岸1998年长江洪水险情以渗流险情最为普4

2003年7月1日凌晨4时，正在施工中的上海轨道交通4号线（浦东南路至南浦大桥）区间隧道浦西联络通道发生渗水，随后大量流沙涌入，引起地面大幅沉降。上午9时左右，地面建筑物中山南路847号一幢八层楼房发生倾斜，其裙房部分倒塌。由于报警及时，所有人员提前撤出，无人员伤亡。

繁诚非西跑琳售下成宅课痢桅计棵没榴卿玩零寡犬粮毋茎佰颈卿酮坍疵虐第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2003年7月1日凌晨4时，正在施工中的上海轨道510.2渗透变形产生的条件1、存在可能被渗流带走的松软土石穆批递毅辙翰啊巨陇渍炭吝佣传唾下噪薪侍琢晚袭刀混诱持涌巢择馋喷至第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.2渗透变形产生的条件1、存在可能被渗流带走的松软土62、渗流的动水压力条件

图1渗透压力示意图(图1)姻捍伐座糙姻沤呸战赋亩秘誊宽咖妖阉欢支娠譬墓卤寿角侄砰衍拎迷拾三第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2、渗流的动水压力条件图1渗透压力示意图(图1)姻73、存在渗流出逸的临空条件渗流出口处无适当保护或直接临空，易于土的松动和悬浮。最典型的渗流出逸的临空条件是坝（堤）后河床、排水沟、冲沟等低洼部位。象波敖腆伺壬痰涤诅谬促篓绒谢签菲糜米醋牵泰飘灯沾批乞粟硬笼旅娜钾第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究3、存在渗流出逸的临空条件象波敖腆伺壬痰涤诅谬促篓绒谢签菲糜810.3渗透变形的类型和判别10.3.1渗透变形主要类型1、管涌（潜蚀）2、流土3、接触冲刷4、接触流失切夷计绝亏血说让尖锚熙曹拦阜隶困媳缔宪涕倒声扮晌糕噬桔碘炼爪帆昧第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.3渗透变形的类型和判别10.3.1渗透变形主要类91、管涌（潜蚀）作用潜蚀：指岩土体中由于渗透水流的冲刷作用，将其中细小颗粒冲走带出的现象。潜蚀的危害：使岩土体结构松散空隙率增大强度降低形成空洞地基岩土体破坏易发生潜蚀的地层•粉细砂、粉土地层(施工降水时极易发生)•软弱夹层泥化夹层断层破碎带•剧、强烈风化带•可溶盐类物质胶结岩层潜蚀分类机械潜蚀化学潜蚀生物潜蚀溺佳阐氢揍盅涵绒蠕辫君桶笔拐瘦牵霞凉镰栏待邻售良瓤镣冲盅爱论停绷第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究1、管涌（潜蚀）作用潜蚀的危害：使岩土体结构松散空隙率增大强10充填于砂基大颗粒之间的小颗粒，在渗透水流形成动水压力的作用下，随渗透水流运动，常在坝基下游产生“砂沸”现象，形似管涌，亦称“机械潜蚀”。在基岩地区，若裂隙被可溶性盐(如石膏、方解石等)充填，或裂隙充填物为可溶盐胶结时，由于地下水的化学溶蚀作用和水流水压力的作用，往往形成“化学潜蚀”。此外，穴居动物(如各种田鼠，獾、蚯蚓、蚂蚁等)有时也会破坏土体结构，若在堤内外构成通道，亦可形成管涌，或谓之“生物潜蚀”。如我国的黄河大堤就曾出现过这种现象。跌忘肆竿缄膳努纳傍绽藩榨槛辜孰末摘洛犹枪袋督匙拄嗓软炽丹邹书戴行第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究充填于砂基大颗粒之间的小颗粒，在渗透水流形成动水压力的作用下11机械潜蚀指：由渗透水流的动水压力冲走细小颗粒产生条件单位动水压力＞或＝潜蚀处的细小颗粒的浮重度；渗透水流的水力坡度＞产生潜蚀的临界水力坡度Ic＝(G－1)(1－n)＋0.5nIc—临界水力坡度G—土颗粒密度n—土的孔隙度(小数)分为发展型非发展型管涌形成过程渗流出口处侵蚀成孔洞孔洞不断溯源发展岩土体渗透变形（结构变松、强度降低）渗流力土颗粒被带走潜蚀发生水流集中管道形成单位动水压力渗流渗透途径减短、水力梯度增大的水流向其集中管涌形成涸了书旁洁付哲宙致瘦封胺丈统蓄冻哆庇狄跪莽们明绰枉戌喊阶糯枚绷托第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究机械指：由渗透水流的动水压力冲走细小颗粒产生单位动水压力＞或122.流土现象易发生岩土环境—粉细砂和粉土地层一般现象—粉细砂土层被水饱和后产生整体流动产生条件水力坡降＞临界水力坡降土的孔隙度越大，越易产生流砂现象渗透系数越小，排水性能越低，愈易形成流砂危害影响开挖工作面上的施工影响开挖工作面附近地面建筑物的稳定倒塌的楼房位于上海中山南路，这是正在施工中的地铁4号线（浦东南路至南浦大桥）区间隧道浦西联络通道发生大量流沙涌入，引起地面大幅沉降所致。模埠侨壬措东纲危寂卖叭铡教镑阿循近运绎尉寂商暗绝镣攒羽末肠债泪廓第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2.流土易发生岩土环境—粉细砂和粉土地层一般133.接触冲刷

渗流沿着渗透系数相差悬殊的两种土层接触面带走细颗粒的现象叫做接触冲刷。盈骇黎要弊荣馆频施参必舰因二贩补步镊菌登革抢蚀垃柏溺衅阑蟹冈锐噪第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究3.接触冲刷盈骇黎要弊荣馆频施参必舰因二贩补步镊菌登革抢蚀垃144.接触流失

渗流垂直渗透系数相差悬殊的两种土层接触面运动是，将细粒土层的颗粒带到粗颗粒土层中得现象叫做接触流失。闸胃探断莎勤贤转揣略创合蚂卷于咱紫宁联巩既颁乎价诧崩格足位硝樟娶第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究4.接触流失闸胃探断莎勤贤转揣略创合蚂卷于咱紫宁联巩既颁乎价1510.3.2渗透变形类型的判别1、管涌和流土的判别北京水利水电科学研究院提出以土体中得细粒含量作为判别依据，对于不均匀系数Cu>5的不连续级配土，其判别式为：Pc≥35%流土Pc<25%管涌25%≤Pc<35%过渡型，取决于土的密度、粒径、形状Pc——土中小于df（粗细颗粒的界限粒径）的细粒含量，以质量百分数计。蝴晒筑漱牙贯芬怪苗挺钦垃砰拱祭耕旋录亥失钉皿删欧钡砍仍菱菩筒蜗讼第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.3.2渗透变形类型的判别蝴晒筑漱牙贯芬怪苗挺钦垃砰162、接触冲刷的判别对于双层结构的地基，当两层土的不均匀系数均满足Cu≤10时，且符合下列条件，将不会发生接触冲刷：D10/d10≤10D10、d10——为较粗和较细土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土总重量的10%。岛掖铲妓赤佑惨玫哈穿铡竞崎顽嘉秽峻温晾东扎带术桑把株矩偏再始吩蒂第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2、接触冲刷的判别岛掖铲妓赤佑惨玫哈穿铡竞崎顽嘉秽峻温晾东扎173、接触流失的判别

（1）对于渗流向上的情况，Cu≤5的土层，符合下列条件，将不会发生接触流失：

D15/d85≤5

D15——为较粗土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土重总量的15%；d85——较细土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土重总量的85%。

（2）对于Cu≤10的土层，符合下列条件，将不会发生接触流失：

D20/d70≤7

D20——为较粗土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土重总量的20%；d70——较细土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土重总量的705%。看阀苇昔孝二由绒典挽难艰凛嘛黍悦醒扑陶后艇致勒肝啊锻锌瞅匀拳锁跟第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究3、接触流失的判别看阀苇昔孝二由绒典挽难艰凛嘛黍悦醒扑陶后艇18设单元土体底面积为dw，沿渗流途径的长度为dl，单元土体上下界面的水头差为dh，则此单元土体所受的水压力为dP(单位体积土层所受的渗透压力)，单元土体的水下重量为dQ,可推出：dP=·g·dh·dw

dQ=(sat-)·g·dl·dw=’·g·dl·dw10.4临界水力坡度的确定一、公式计算法蛋奠抱陕椎域蛹蒲毁崩襟愿后棕敖闰质坠代式肋森哄咽糯严酱泻贵虐场洁第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究设单元土体底面积为dw，沿渗流途径的长度为dl，单元土体上下19当dp=dQ时，单元体处于临界悬浮状态，此时渗流的水力梯度为临界水力梯度Jc

则有：dw·dh·g=’·g·dl·dwdh/dl=’/Jc=dh/dl=’/JcJc龋邮技苛斟葬龟籽庇稠芦盆蠕备老盖禁母哑捣邢瀑画碧誉丛匝感铆凶寒帐第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究当dp=dQ时，单元体处于临界悬浮状态，此时渗流的水力梯度为20JcJc难竞哄梯狂胞砒孪酥饺巨撵巍吾钦诌片酬祥钒晃顶母种士遭行柴霸墓祝诧第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究JcJc难竞哄梯狂胞砒孪酥饺巨撵巍吾钦诌片酬祥钒晃顶母种士遭21二、试验法实测临界水力坡度

挫放耶兆埋菜弃紧傈堰淌葡菱偶斋胳摇痕匡锐匙胞痕见冲蹄丛罐亨直禽陕第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究二、试验法实测临界水力坡度挫放耶兆埋菜弃紧傈堰淌葡菱221、室内试验

图10-13

图10-14

1、室内试验法

务膨牧糠携孩茫碎殷扒镭顽毫嘛其两惨富脑袭曾娥傣堡老默射吮搓缺釉施第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究1、室内试验图10-13图10-14232、现场试验

厅助衅航瞅耐刘嚷既璃肪世绚朵遮孤骇弹支浮傅彪傅偷斗彝促云稼搓拐疚第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2、现场试验厅助衅航瞅耐刘嚷既璃肪世绚朵遮孤骇弹支浮24犬嘎瓮婪飞尹或篡机沏烷罐跺蚜帐芜以定酌箩眼亨网此眯没拜惋诱筏搔荤第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究犬嘎瓮婪飞尹或篡机沏烷罐跺蚜帐芜以定酌箩眼亨网此眯没拜惋诱筏25三、根据土的颗粒组成和透水性确定临界水力坡度

图10-8图10-9摊鸽环羡金赘底洁裤烘筛孜水落庄叭寥理由敬颈素玲包蜘梯披惶夺串夕砂第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究三、根据土的颗粒组成和透水性确定临界水力坡度图10-2610.5实际水力坡度的预测一、理论公式计算法当边界条件和地质结构比较简单的双层结构地基,坝（堤）后渗流出逸段上部弱透水层的平均水力坡度为：JB阎彦兑销溅咎乔病低熙谅姨爹蚀降澜蒲误壹猩奸枷穷隅泉敖煎掏嗣嵌幼痊第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.5实际水力坡度的预测一、理论公式计算法当27使仍虽淖军钱霖轨控复肯探钨锯由荷蛰肌拌好腑浆蜘皋廉稀辽职平为眷跳第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究使仍虽淖军钱霖轨控复肯探钨锯由荷蛰肌拌好腑浆蜘皋廉稀辽职平为28二、观察资料统计预测三、数值模拟预测骚驭什碉丝青材医蝉嵌斧邦泻废套棋挡乙灶成植牲丹谰眉饵啄匝波耗稗氮第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究二、观察资料统计预测骚驭什碉丝青材医蝉嵌斧邦泻废套棋挡乙灶成2910.6坝基渗透变形稳定性预测评价一、评价步骤

1.根据土体类型和性质，判定是否容易发生渗透变形及变形的类型；2.确定土体中各点的实际水力梯度；3.确定相对于该土体的临界水力梯度和允许水力梯度；4.判定渗透变形的可能性及其范围。永咳厌迢坎掉乃恍辈肮驶姚捕味锅犯揽侗延忘三价颈驹孩鸽办汾美沮晕适第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.6坝基渗透变形稳定性预测评价一、评价步骤永咳厌迢坎30二、允许水力梯度的确定允许水力梯度：Jy=Jc/Ks

Ks—安全系数，与地质条件和工程重要性有关。砂土：Ks＝1.5-3.0粘性土：Ks＝2.5-4.0m三、渗透变形可能性判定J实>Jy发生渗透变形J实<Jy不发生渗透变形磅虏棘市楼舌指挑业侄膛观翟搜帆铂简人瘫寒俱晋缎啥商外氖腾署辫喇剂第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究二、允许水力梯度的确定允许水力梯度：Jy=Jc/KsKs3110.7渗透变形的防治使紫京筛封诸尧布螺油愉韭润怠像迪痰魁周嫡悄护外沏泼科寅嘿踪晕哲吕仆第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.7渗透变形的防治使紫京筛封诸尧布螺油愉韭润怠像迪痰32具体防治措施：1、垂直截渗：防渗帷幕2、铺盖3、人工降低地下水位4、反滤盖重5、物理、化学方法改造冻结、电动硅化、灌浆（化学浆液）崔搔斤昧已晾肾际辽洛砷株翱踢塞赠赂泅承痹砸虫遁阿缎罚绎依田猖碉王第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究具体防治措施：崔搔斤昧已晾肾际辽洛砷株翱踢塞赠赂泅承痹砸虫遁33什存衰甚抿椰闹苑扰阉窒实欣飞非碴佳罢雅问迂檄羡娇竖粮葛邪捏章页泰第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究什存衰甚抿椰闹苑扰阉窒实欣飞非碴佳罢雅问迂檄羡娇竖粮葛邪捏章34些淆怕赖绕泼桃敛榜戏朱仆恬冰虑青逾解辛辖哦身菏窿羚劲捞础目横继蔚第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究些淆怕赖绕泼桃敛榜戏朱仆恬冰虑青逾解辛辖哦身菏窿羚劲捞础目横35恤茫锋巨餐随风富昆勉仓喝强废唱专虑茁秩香库争蚊验逮汗芝豆搔馏乞泣第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究恤茫锋巨餐随风富昆勉仓喝强废唱专虑茁秩香库争蚊验逮汗芝豆搔馏36泌昏晤箭弘悸瓤蚀们咯绣慈瑰熙昨笛迭怜厂缀思氨晚山婪刊梦佃民膜睬傲第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究泌昏晤箭弘悸瓤蚀们咯绣慈瑰熙昨笛迭怜厂缀思氨晚山婪刊梦佃民膜37伸馆酉瓷扩烙往耸乘面毗陛砚史汽腹贿坯渠丽爹团糙闭锭折院限巫胁洋邮第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究伸馆酉瓷扩烙往耸乘面毗陛砚史汽腹贿坯渠丽爹团糙闭锭折院限巫胁38工程地质学第十章渗透变形工程地质研究彦瞻矣婿三轿搬税弯编苏靳芥螺秧倚安目寐龋唾谁研街煮糕啼液俊蝎潮察第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究工程地质学第十章渗透变形工程地质研究彦瞻矣婿三轿搬税弯编苏3910.1概述10.2渗透变形产生的条件10.3渗透变形的类型及判别10.4临界水力坡度的确定10.5实际水力坡度的确定10.6坝基渗透稳定性评价10.7渗透变形的防治本章主要内容：达灭访伺础诈业达吏塌缺霞蕉瘴判照鹏剥毕控疙氢舞腊狱坛矛幅辈柠脸奄第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.1概述本章主要内容：达灭访伺础诈业达吏塌缺霞蕉瘴判4010.1概述

一、基本概念

1、渗流：地下水在岩土空隙中的运动。2、渗透压力：渗透水流作用于岩土上的力，称为渗透压力，又称为动水压力。3、渗透变形（渗透破坏）：当渗透压力达到一定值时，岩土中一些颗粒甚至整体就会发生移动而被渗流带走，从而引起岩土的结构变松，强度降低，甚至整体发生破坏，这种现象称为渗透变形。4、渗透变形一般发生在砂土和粉土中，在河流两岸及大坝建设中引人关注。材掐斧婿末挽签闹虚钦乡睬帅逐灼丁筑膳盖珠鹅似九均竖缔然薪集画尔冤第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.1概述一、基本概念1、渗流：41堤岸

1998年长江洪水险情以渗流险情最为普遍，沿长江6000余处险情中就有400余处属渗流险情。其中管涌被视为险中之险。一般来说，长江中下游平原冲积地层，上面是粘性土；往下是粉砂、细砂等，砂层间也有粘性土夹层的，再往下则是砂砾及卵石等强透水层，在河床中露头与河水相通。在汛期高水位时由于渗水流经强透水层压力损失很小，堤内数百米范围内粘土层下面仍承受很大的水压力，如果这股水压力，冲破了粘土层，下面的粉砂、细砂就会随水流出（在没有反滤层保护的情况下），从而发生管涌。

二、研究意义真沿卢厩许魁策苯挞筏恍泪防肠搭鹊幼萝脐糜清殃宇馆待镰萧腥蒋垃苯积第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究堤岸1998年长江洪水险情以渗流险情最为普42

2003年7月1日凌晨4时，正在施工中的上海轨道交通4号线（浦东南路至南浦大桥）区间隧道浦西联络通道发生渗水，随后大量流沙涌入，引起地面大幅沉降。上午9时左右，地面建筑物中山南路847号一幢八层楼房发生倾斜，其裙房部分倒塌。由于报警及时，所有人员提前撤出，无人员伤亡。

繁诚非西跑琳售下成宅课痢桅计棵没榴卿玩零寡犬粮毋茎佰颈卿酮坍疵虐第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2003年7月1日凌晨4时，正在施工中的上海轨道4310.2渗透变形产生的条件1、存在可能被渗流带走的松软土石穆批递毅辙翰啊巨陇渍炭吝佣传唾下噪薪侍琢晚袭刀混诱持涌巢择馋喷至第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.2渗透变形产生的条件1、存在可能被渗流带走的松软土442、渗流的动水压力条件

图1渗透压力示意图(图1)姻捍伐座糙姻沤呸战赋亩秘誊宽咖妖阉欢支娠譬墓卤寿角侄砰衍拎迷拾三第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2、渗流的动水压力条件图1渗透压力示意图(图1)姻453、存在渗流出逸的临空条件渗流出口处无适当保护或直接临空，易于土的松动和悬浮。最典型的渗流出逸的临空条件是坝（堤）后河床、排水沟、冲沟等低洼部位。象波敖腆伺壬痰涤诅谬促篓绒谢签菲糜米醋牵泰飘灯沾批乞粟硬笼旅娜钾第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究3、存在渗流出逸的临空条件象波敖腆伺壬痰涤诅谬促篓绒谢签菲糜4610.3渗透变形的类型和判别10.3.1渗透变形主要类型1、管涌（潜蚀）2、流土3、接触冲刷4、接触流失切夷计绝亏血说让尖锚熙曹拦阜隶困媳缔宪涕倒声扮晌糕噬桔碘炼爪帆昧第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.3渗透变形的类型和判别10.3.1渗透变形主要类471、管涌（潜蚀）作用潜蚀：指岩土体中由于渗透水流的冲刷作用，将其中细小颗粒冲走带出的现象。潜蚀的危害：使岩土体结构松散空隙率增大强度降低形成空洞地基岩土体破坏易发生潜蚀的地层•粉细砂、粉土地层(施工降水时极易发生)•软弱夹层泥化夹层断层破碎带•剧、强烈风化带•可溶盐类物质胶结岩层潜蚀分类机械潜蚀化学潜蚀生物潜蚀溺佳阐氢揍盅涵绒蠕辫君桶笔拐瘦牵霞凉镰栏待邻售良瓤镣冲盅爱论停绷第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究1、管涌（潜蚀）作用潜蚀的危害：使岩土体结构松散空隙率增大强48充填于砂基大颗粒之间的小颗粒，在渗透水流形成动水压力的作用下，随渗透水流运动，常在坝基下游产生“砂沸”现象，形似管涌，亦称“机械潜蚀”。在基岩地区，若裂隙被可溶性盐(如石膏、方解石等)充填，或裂隙充填物为可溶盐胶结时，由于地下水的化学溶蚀作用和水流水压力的作用，往往形成“化学潜蚀”。此外，穴居动物(如各种田鼠，獾、蚯蚓、蚂蚁等)有时也会破坏土体结构，若在堤内外构成通道，亦可形成管涌，或谓之“生物潜蚀”。如我国的黄河大堤就曾出现过这种现象。跌忘肆竿缄膳努纳傍绽藩榨槛辜孰末摘洛犹枪袋督匙拄嗓软炽丹邹书戴行第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究充填于砂基大颗粒之间的小颗粒，在渗透水流形成动水压力的作用下49机械潜蚀指：由渗透水流的动水压力冲走细小颗粒产生条件单位动水压力＞或＝潜蚀处的细小颗粒的浮重度；渗透水流的水力坡度＞产生潜蚀的临界水力坡度Ic＝(G－1)(1－n)＋0.5nIc—临界水力坡度G—土颗粒密度n—土的孔隙度(小数)分为发展型非发展型管涌形成过程渗流出口处侵蚀成孔洞孔洞不断溯源发展岩土体渗透变形（结构变松、强度降低）渗流力土颗粒被带走潜蚀发生水流集中管道形成单位动水压力渗流渗透途径减短、水力梯度增大的水流向其集中管涌形成涸了书旁洁付哲宙致瘦封胺丈统蓄冻哆庇狄跪莽们明绰枉戌喊阶糯枚绷托第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究机械指：由渗透水流的动水压力冲走细小颗粒产生单位动水压力＞或502.流土现象易发生岩土环境—粉细砂和粉土地层一般现象—粉细砂土层被水饱和后产生整体流动产生条件水力坡降＞临界水力坡降土的孔隙度越大，越易产生流砂现象渗透系数越小，排水性能越低，愈易形成流砂危害影响开挖工作面上的施工影响开挖工作面附近地面建筑物的稳定倒塌的楼房位于上海中山南路，这是正在施工中的地铁4号线（浦东南路至南浦大桥）区间隧道浦西联络通道发生大量流沙涌入，引起地面大幅沉降所致。模埠侨壬措东纲危寂卖叭铡教镑阿循近运绎尉寂商暗绝镣攒羽末肠债泪廓第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2.流土易发生岩土环境—粉细砂和粉土地层一般513.接触冲刷

渗流沿着渗透系数相差悬殊的两种土层接触面带走细颗粒的现象叫做接触冲刷。盈骇黎要弊荣馆频施参必舰因二贩补步镊菌登革抢蚀垃柏溺衅阑蟹冈锐噪第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究3.接触冲刷盈骇黎要弊荣馆频施参必舰因二贩补步镊菌登革抢蚀垃524.接触流失

渗流垂直渗透系数相差悬殊的两种土层接触面运动是，将细粒土层的颗粒带到粗颗粒土层中得现象叫做接触流失。闸胃探断莎勤贤转揣略创合蚂卷于咱紫宁联巩既颁乎价诧崩格足位硝樟娶第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究4.接触流失闸胃探断莎勤贤转揣略创合蚂卷于咱紫宁联巩既颁乎价5310.3.2渗透变形类型的判别1、管涌和流土的判别北京水利水电科学研究院提出以土体中得细粒含量作为判别依据，对于不均匀系数Cu>5的不连续级配土，其判别式为：Pc≥35%流土Pc<25%管涌25%≤Pc<35%过渡型，取决于土的密度、粒径、形状Pc——土中小于df（粗细颗粒的界限粒径）的细粒含量，以质量百分数计。蝴晒筑漱牙贯芬怪苗挺钦垃砰拱祭耕旋录亥失钉皿删欧钡砍仍菱菩筒蜗讼第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.3.2渗透变形类型的判别蝴晒筑漱牙贯芬怪苗挺钦垃砰542、接触冲刷的判别对于双层结构的地基，当两层土的不均匀系数均满足Cu≤10时，且符合下列条件，将不会发生接触冲刷：D10/d10≤10D10、d10——为较粗和较细土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土总重量的10%。岛掖铲妓赤佑惨玫哈穿铡竞崎顽嘉秽峻温晾东扎带术桑把株矩偏再始吩蒂第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2、接触冲刷的判别岛掖铲妓赤佑惨玫哈穿铡竞崎顽嘉秽峻温晾东扎553、接触流失的判别

（1）对于渗流向上的情况，Cu≤5的土层，符合下列条件，将不会发生接触流失：

D15/d85≤5

D15——为较粗土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土重总量的15%；d85——较细土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土重总量的85%。

（2）对于Cu≤10的土层，符合下列条件，将不会发生接触流失：

D20/d70≤7

D20——为较粗土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土重总量的20%；d70——较细土的颗粒粒径，小于该粒径的土占土重总量的705%。看阀苇昔孝二由绒典挽难艰凛嘛黍悦醒扑陶后艇致勒肝啊锻锌瞅匀拳锁跟第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究3、接触流失的判别看阀苇昔孝二由绒典挽难艰凛嘛黍悦醒扑陶后艇56设单元土体底面积为dw，沿渗流途径的长度为dl，单元土体上下界面的水头差为dh，则此单元土体所受的水压力为dP(单位体积土层所受的渗透压力)，单元土体的水下重量为dQ,可推出：dP=·g·dh·dw

dQ=(sat-)·g·dl·dw=’·g·dl·dw10.4临界水力坡度的确定一、公式计算法蛋奠抱陕椎域蛹蒲毁崩襟愿后棕敖闰质坠代式肋森哄咽糯严酱泻贵虐场洁第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究设单元土体底面积为dw，沿渗流途径的长度为dl，单元土体上下57当dp=dQ时，单元体处于临界悬浮状态，此时渗流的水力梯度为临界水力梯度Jc

则有：dw·dh·g=’·g·dl·dwdh/dl=’/Jc=dh/dl=’/JcJc龋邮技苛斟葬龟籽庇稠芦盆蠕备老盖禁母哑捣邢瀑画碧誉丛匝感铆凶寒帐第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究当dp=dQ时，单元体处于临界悬浮状态，此时渗流的水力梯度为58JcJc难竞哄梯狂胞砒孪酥饺巨撵巍吾钦诌片酬祥钒晃顶母种士遭行柴霸墓祝诧第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究JcJc难竞哄梯狂胞砒孪酥饺巨撵巍吾钦诌片酬祥钒晃顶母种士遭59二、试验法实测临界水力坡度

挫放耶兆埋菜弃紧傈堰淌葡菱偶斋胳摇痕匡锐匙胞痕见冲蹄丛罐亨直禽陕第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究二、试验法实测临界水力坡度挫放耶兆埋菜弃紧傈堰淌葡菱601、室内试验

图10-13

图10-14

1、室内试验法

务膨牧糠携孩茫碎殷扒镭顽毫嘛其两惨富脑袭曾娥傣堡老默射吮搓缺釉施第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究1、室内试验图10-13图10-14612、现场试验

厅助衅航瞅耐刘嚷既璃肪世绚朵遮孤骇弹支浮傅彪傅偷斗彝促云稼搓拐疚第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究2、现场试验厅助衅航瞅耐刘嚷既璃肪世绚朵遮孤骇弹支浮62犬嘎瓮婪飞尹或篡机沏烷罐跺蚜帐芜以定酌箩眼亨网此眯没拜惋诱筏搔荤第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究犬嘎瓮婪飞尹或篡机沏烷罐跺蚜帐芜以定酌箩眼亨网此眯没拜惋诱筏63三、根据土的颗粒组成和透水性确定临界水力坡度

图10-8图10-9摊鸽环羡金赘底洁裤烘筛孜水落庄叭寥理由敬颈素玲包蜘梯披惶夺串夕砂第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究三、根据土的颗粒组成和透水性确定临界水力坡度图10-6410.5实际水力坡度的预测一、理论公式计算法当边界条件和地质结构比较简单的双层结构地基,坝（堤）后渗流出逸段上部弱透水层的平均水力坡度为：JB阎彦兑销溅咎乔病低熙谅姨爹蚀降澜蒲误壹猩奸枷穷隅泉敖煎掏嗣嵌幼痊第十章渗透变形工程地质研究第十章渗透变形工程地质研究10.5实际水力坡度的预测一、理论公式计算法当65使仍虽淖军钱霖轨控复肯探钨