工程地质讲稿-第11章：场地渗透20090410

第10章场地渗透稳定性♪

渗透变形破坏方式♪渗透变形破坏的形成条件♪渗透变形的可能性判定♪渗透变形破坏的防治措施了解：防止渗透变形的措施理解：渗透变形的概念掌握：渗透变形的产生条件、评价方法第一节渗透变形破坏方式1987年7月，荆江大堤观音寺堤基出现渗透变形，翻砂鼓水高达1米以上，直径2.5米1.渗透变形：在渗透水流作用下，土体颗粒发生移动，引起土体结构变松，强度降低的现象。潜蚀：渗流作用下，土体中较细颗粒被水流移动或挟走流土：渗流将土体的所有颗粒全部浮动、流动或整块移动。接触流土：渗透水近于垂直土层运动，当水流由颗粒粗细相差悬殊的细粒土进入粗粒土中时，细粒土被水流带进粗粒土中。接触冲刷：粗细粒土层接触时，在平行于土层的渗流作用下，接触面上的细粒土粒被冲动携走。

2.类型第二节渗透变形破坏的形成条件1.水动力条件2.土石结构及颗粒成分条件3.渗流出口条件1.水动力条件312dLdWdPdh水压力

dp=wdhdw

单元土体水下重量dq=fdLdw

Jkp=f/wdh/dL=f/w

w=1f=(Gs-1)(1-n)Jkp=(Gs-1)(1-n)或Jkp=(Gs-1)/(1+e)

2.土石结构及颗粒成分条件d0D/d0=2.4

Dd0D/d0=6.4

颗粒组成不均匀的土体。较多量的粗大颗粒结构骨架形成直径较大的孔隙。

粗细颗粒粒径之比：细颗粒粒径须小于孔隙的直径。

最优比值：d0/d=8，亦即D/d=20

允许梯度与不均匀系数Cu关系：

J允许=Jkp/mm=2.5-3

渗透变形类型与不均匀系数Cu()关系：

(1)

≤10流土

(2)≥20，潜蚀(管涌)(3)10<<20

潜蚀、流土皆可能(1)Cu≤10J允许=0.3-0.4

(2)10<Cu<20J允许=0.2(3)Cu≥20J允许=0.1

上升渗流时临界梯度、允许梯度与不等粒系数的关系

3.渗流出口条件渗流逸出口直接临空，且此处的水力梯度高于整个渗径上的平均梯度，水流方向也有利于土的松动和悬浮。

第三节渗透变形可能性的判定一、判别渗透变形类型二、确定坝基各点的实际水力梯度三、确定临界梯度和允许梯度一、判别渗透变形类型瀑布式(I)潜蚀(管涌土)直线式(Ⅱ)较高的梯度下产生流土(或称非管涌土)阶梯式者(Ⅲ)多为潜蚀，有时为流土陡峭单峰的砂一般不产生潜蚀双峰或多峰且缺乏中间粒径者“危险性管涌土”

10080604020020010010105210.50.10.050.010.0050.00粒径(mm)累积百分含量(%)

(1)≤10流土(2)≥20，潜蚀(管涌)(3)10<<20潜蚀、流土皆可能二、确定坝基各点的实际水力梯度坝基为双层结构且岩层厚度稳定、渗透性均一：

H1、H2—坝上、下游的水位(m)T1、T2—上土层及下土层厚度(m)k1、k2—上土层及下土层渗透系数(m/day)；2b—坝基宽度(m)

上层在坝上游缺失：

三、确定临界梯度和允许梯度(1)Cu≤10J允许=0.3-0.4

(2)10<Cu<20J允许=0.2(3)Cu≥20J允许=0.1

第四节渗透变形破坏的防治措施一、降低水力梯度

二、反滤层一、降低水力梯度

加长渗流途径排水减压：减压井、排水沟③④①②水平防渗铺盖排水沟垂直截渗：粘土截渗墙、混凝