第一章土的滲透性

1、第一章第一章 土的滲透性土的滲透性第一節(jié)第一節(jié) 概述概述碎散性碎散性多孔介質多孔介質三相體系三相體系孔隙流體流動孔隙流體流動能量差能量差土土土顆粒土顆粒土中水土中水滲流滲流互相互相關聯(lián)關聯(lián)互相互相影響影響土力學重土力學重 要課題要課題滲流滲流滲透性滲透性土具有被水、液體等透過的性質土具有被水、液體等透過的性質水、液體等在土體孔隙中流動的現(xiàn)象水、液體等在土體孔隙中流動的現(xiàn)象透水層透水層不透水層不透水層土石壩壩基壩身滲流土石壩壩基壩身滲流防滲體防滲體壩體壩體浸潤線浸潤線滲流問題：滲流問題：1. 滲流量？滲流量？2. 滲透破壞？滲透破壞？3. 滲透力？滲透力？透水層透水層基坑基坑板樁墻板樁墻滲流問題

2、：滲流問題：1. 滲流量？滲流量？2. 滲透破壞？滲透破壞？3. 滲水壓力？滲水壓力？第一節(jié)第一節(jié) 概述概述滲流問題：滲流問題：1. 滲流量滲流量Q？2. 降水深度？降水深度？透水層透水層不透水層不透水層天然水面天然水面水井滲流：水井滲流：漏斗狀潛水面漏斗狀潛水面Q降雨入滲引起的滑坡降雨入滲引起的滑坡滲流問題：滲流問題：1. 滲透力？滲透力？2. 入滲過程？入滲過程？第二節(jié)第二節(jié) 土的滲流性土的滲流性一滲流中的水頭與水力坡降一滲流中的水頭與水力坡降二滲透試驗與達西定律二滲透試驗與達西定律三滲透系數(shù)的測定及影響因素三滲透系數(shù)的測定及影響因素能量方程能量方程滲流速度的規(guī)律滲流速度的規(guī)律滲透特性滲透

3、特性四層狀地基的等效滲透系數(shù)四層狀地基的等效滲透系數(shù)地基的滲透系數(shù)地基的滲透系數(shù)ABL透水層透水層不透水層不透水層基坑基坑板樁墻板樁墻滲流為水體的流動，應滿滲流為水體的流動，應滿足液體流動的三大基本方足液體流動的三大基本方程：連續(xù)性方程、能量方程：連續(xù)性方程、能量方程、動量方程程、動量方程一、滲流中的水頭與水力坡降一、滲流中的水頭與水力坡降第二節(jié)第二節(jié) 土的滲流性土的滲流性zpgvhw 22wpzh n 總水頭總水頭（伯努利定理）（伯努利定理）： 單位重量水體所具有的能量單位重量水體所具有的能量 位置水頭位置水頭Z Z：水體的位置勢能（任選基準面）：水體的位置勢能（任選基準面） 壓力水頭壓力水

4、頭p/ w：水體的壓力勢能（：水體的壓力勢能（p孔隙水壓力）孔隙水壓力） 流速水頭流速水頭V2/(2g)：水體的動能（對滲流多處于層流：水體的動能（對滲流多處于層流0）n 滲流的總水頭：滲流的總水頭：滲流問題的水頭滲流問題的水頭也稱也稱測管水頭測管水頭，是滲流的，是滲流的總驅動能，總驅動能，滲流總是從水滲流總是從水頭高處流向水頭低處頭高處流向水頭低處ABLhAhBzAwAp wBp zBhh基準面基準面水力坡降線水力坡降線wpzh BBB A A點總水頭：點總水頭：水力梯度水力梯度ABLhAhBzAwAp wBp zBhh基準面基準面水力坡降線水力坡降線wAApzh A B B點總水頭：點總水

5、頭： 二點總水頭差：反映了二點總水頭差：反映了兩點間水流由于摩阻力兩點間水流由于摩阻力造成的能量損失造成的能量損失BWBAWAzpzph BAhh 水力梯度水力梯度 i：單位滲流長度上的水頭損失：單位滲流長度上的水頭損失Lhi 滲流速度隨水力梯度變化滲流速度隨水力梯度變化土中的滲流基本處土中的滲流基本處于層流狀態(tài)，即：于層流狀態(tài)，即：iv LAh1h2QQ透水石h二、滲透試驗與達西定律二、滲透試驗與達西定律試驗前提：試驗前提：層流層流LhAq 或或kiAqv1.1.滲透試驗滲透試驗試驗結果試驗結果:試驗裝置：試驗裝置：如圖如圖試驗條件試驗條件: : h1，A，L=const量測變量量測變量:

6、: h2，V，tkAiLhkAq 達西定律達西定律2. 2. 達西定律達西定律ikAqvnvvvr在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度v v與水力坡降與水力坡降i i的一次方成正比，并與土的性質有關。的一次方成正比，并與土的性質有關。iv AAnrV V：假想滲流速度，土體試樣全斷面的平均滲流速度：假想滲流速度，土體試樣全斷面的平均滲流速度V Vr r：實際平均滲流速度，孔隙斷面的平均滲流速度：實際平均滲流速度，孔隙斷面的平均滲流速度A ArqVA VrArk: k: 反映土的透水性能的比例系數(shù)，稱為滲透系數(shù)反映土的透水性能的比例系數(shù)，稱為滲透系數(shù)物理意義：水力坡降物理意義

7、：水力坡降i i1 1時的滲流速度時的滲流速度單位：單位：mm/s, cm/s, m/s, m/daymm/s, cm/s, m/s, m/day粗粒土：粗粒土：在純礫以上的很粗的粗粒土如堆在純礫以上的很粗的粗粒土如堆石體中，在水力坡降較大時，達石體中，在水力坡降較大時，達西定律不再適用西定律不再適用ivovcrivib層流（線性流）層流（線性流）大部分砂土，粉土；疏松的粘土大部分砂土，粉土；疏松的粘土及砂性較重的粘性土及砂性較重的粘性土粘性土：粘性土：致密的粘土存在起始水力坡降致密的粘土存在起始水力坡降 iib, v=k(i - ib )ikv biikvikv 三、滲透系數(shù)的測定及影響因素

8、三、滲透系數(shù)的測定及影響因素 室內試驗測定方法室內試驗測定方法常水頭試驗法常水頭試驗法變水頭試驗法變水頭試驗法井孔抽水試驗井孔抽水試驗井孔注水試驗井孔注水試驗1. 1. 測定方法測定方法野外試驗測定方法野外試驗測定方法室內試驗方法室內試驗方法1 1常水頭試驗法常水頭試驗法結果整理：結果整理：試驗裝置：如圖試驗裝置：如圖試驗條件試驗條件: : h，A，L=const量測變量量測變量: :滲水量滲水量Q，ti=h/Lq=Q/t=Avv=kihtAQLk 適用土類：適用土類：透水性較大的砂性土透水性較大的砂性土hL土樣土樣AQn 試驗條件試驗條件: :h變化變化 A，a，L=constn 量測變量量

9、測變量: h，tn 適用土類：透水性較小適用土類：透水性較小 的粘性土的粘性土土樣土樣At=t1h1t=t2h2LQ水頭水頭測管測管開關開關a室內試驗方法室內試驗方法2 2變水頭試驗法變水頭試驗法土樣土樣At=t1t=t2 h1h2LQ水頭水頭測管測管開關開關在在tt+dt時段內：時段內： 入流量入流量： dVe= - adh 出流量：出流量： dVo=kiAdt=k (h/L)Adt 連續(xù)性條件：連續(xù)性條件：dVe=dVo -adh =k (h/L)AdthdhkAaLdt2121hhtthdhkAaLdt hdhtt+dt室內試驗方法室內試驗方法- -變水頭試驗法變水頭試驗法2112lnh

10、httAaLk選擇幾組量測結果選擇幾組量測結果 ，計算相應的，計算相應的k，取平均值，取平均值常水頭試驗常水頭試驗變水頭試驗變水頭試驗條件條件已知已知測定測定算定算定取值取值h=consth變化變化h，A，LQ，t重復試驗后，取均值重復試驗后，取均值a，A，Lh，t 2112lnhhttAaLk QLk=Aht不同時段試驗，取均值不同時段試驗，取均值適用適用粗粒土粗粒土粘性土粘性土現(xiàn)場測定法現(xiàn)場測定法3 3抽水試驗抽水試驗抽水量抽水量Q Qr1r2h1h2井井不透水層不透水層n 試驗條件試驗條件: : Q=constn 量測變量量測變量: r=r1，h1=？ r=r2，h2=？ 優(yōu)點：可獲得現(xiàn)

11、場較為可靠的平均滲透系數(shù)優(yōu)點：可獲得現(xiàn)場較為可靠的平均滲透系數(shù) 缺點：費用較高，耗時較長缺點：費用較高，耗時較長觀察井觀察井地下水位地下水位測壓管水面測壓管水面r抽水量抽水量Q=qtQ=qtr1r2h1h2井井不透水層不透水層dhdrh地下水位地下水位測壓管水面測壓管水面n 計算公式：計算公式：取過水斷面取過水斷面A=2 rhi=dh/drdrdhkrhAkiq 2khdhrdrq 221212hhrrhdhkrdrq )(ln212212hhkrrq )()/ln(212212hhrrqk土的滲透系數(shù)可以通過室內土的滲透系數(shù)可以通過室內滲透試驗滲透試驗或現(xiàn)場抽水試驗來測定?；颥F(xiàn)場抽水試驗來測

12、定。 各種土的滲透系數(shù)參考值（各種土的滲透系數(shù)參考值（cm/scm/s）n 土粒愈粗、大小愈均勻、形狀土粒愈粗、大小愈均勻、形狀愈圓滑，愈圓滑，K值愈大。值愈大。n 因由粗顆粒形成的大孔隙可被因由粗顆粒形成的大孔隙可被細顆粒充填，隨細粒含量增加，細顆粒充填，隨細粒含量增加，K值急劇下降。值急劇下降。 土的性質土的性質 水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 土的飽和度土的飽和度 結構和構造結構和構造2.2.影響因素影響因素 n 是單位土體中孔隙體積的直接是單位土體中孔隙體積的直接度量度量n 土愈密實，孔隙比愈小，土愈密實，孔隙比愈小，K值值愈小。愈小。 土的性質土的性質

13、水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比（密實度）孔隙比（密實度） 土的飽和度土的飽和度 結構和構造結構和構造n 一般情況下飽和度愈低，一般情況下飽和度愈低，K值愈值愈小。小。n 因為低飽和土的孔隙中存在較多因為低飽和土的孔隙中存在較多氣泡會減小過水面積，甚至賭塞氣泡會減小過水面積，甚至賭塞細小孔道。細小孔道。 土的性質土的性質 水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 土的飽和度土的飽和度 結構和構造結構和構造n 擾動土樣比原狀土樣擾動土樣比原狀土樣K值小值小n 粘性土層中有很薄的砂土夾層，粘性土層中有很薄的砂土夾層，常使得常使得k水平水平kk垂直垂直 土的

14、性質土的性質 水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 土的飽和度土的飽和度 結構和構造結構和構造n 水的動力粘滯系數(shù)：水的動力粘滯系數(shù)： 溫度溫度 ，水粘滯性，水粘滯性 ，k 土的性質土的性質 水的溫度水的溫度 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 土的飽和度土的飽和度 結構和構造結構和構造（JTJ051-93）采用標準）采用標準溫度溫度200下的滲透系數(shù)：下的滲透系數(shù)：TTkk2020 1.土粒大小與級配土粒大小與級配 細粒含量愈多，土的滲透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒細粒含量愈多，土的滲透性愈小，例如砂土中粉粒及粘粒含量愈多時，砂土的滲透系數(shù)就會大大減小。含量愈

15、多時，砂土的滲透系數(shù)就會大大減小。 2.土的密實度土的密實度 3.水的動力粘滯系數(shù)水的動力粘滯系數(shù) 同種土在不同的密實狀態(tài)下具有不同的滲透系數(shù)，土的同種土在不同的密實狀態(tài)下具有不同的滲透系數(shù)，土的密實度增大，孔隙比降低，土的滲透性也減小。密實度增大，孔隙比降低，土的滲透性也減小。 動力粘滯系數(shù)隨水溫發(fā)生明顯的變化。水溫愈高，水的動動力粘滯系數(shù)隨水溫發(fā)生明顯的變化。水溫愈高，水的動力粘滯系數(shù)愈小，土的滲透系數(shù)則愈大。力粘滯系數(shù)愈小，土的滲透系數(shù)則愈大。4.土中封閉氣體含量土中封閉氣體含量 土中封閉氣體阻塞滲流通道，使土的滲透系數(shù)降低。封閉土中封閉氣體阻塞滲流通道，使土的滲透系數(shù)降低。封閉氣體含量

16、愈多，土的滲透性愈小。氣體含量愈多，土的滲透性愈小。影響滲透系數(shù)的因素影響滲透系數(shù)的因素四、層狀地基的等效滲透系數(shù)四、層狀地基的等效滲透系數(shù)等效滲透系數(shù)確立各層的確立各層的k ki i根據(jù)滲流方向確定等效滲透系數(shù)根據(jù)滲流方向確定等效滲透系數(shù)第二節(jié)第二節(jié) 土的滲透性土的滲透性多個土層用假想單一土層置換，多個土層用假想單一土層置換，使得其總體的透水性不變使得其總體的透水性不變hH1H2H3Hk1k2k3xzq1xq3xq2x1122不透水層不透水層等效滲透系數(shù)等效滲透系數(shù): : iixHkH1kn 已知條件已知條件: :LhiiiixxqqiHHqx=vxH=kx i Hqix=ki ii Hin

17、 達西定律達西定律: :n 等效條件等效條件: :kxL iizkHHkH1H2H3Hhk1k2k3xzv承壓水承壓水kzvviihhiHHvi = ki (hi / Hi )iiiikHvh zkvHh iihhiziv HvHkk n 已知條件已知條件: :n 達西定律達西定律: :n 等效條件等效條件: :v = kz (h / H )等效滲透系數(shù)等效滲透系數(shù): :H1H2H3Hhk1k2k3xzv承壓水承壓水n 已知條件已知條件: :nzzzzqqqq 21AHhkqzz AikAHhkqiiziiiziz iizzikHhk iiiHihh iziiizzkHHikhHkn 算例說明

18、算例說明 daym100km01Hdaym1km01Hdaym010km01H332211/,./,./.,.按層厚加權平均，由較大值控制按層厚加權平均，由較大值控制層厚倒數(shù)加權平均，由較小值控制層厚倒數(shù)加權平均，由較小值控制daym6733HHkkiix/.daym030kHHkiiz/.H1H2H3Hk1k2k3xz第二節(jié)第二節(jié) 土的滲透性土的滲透性水平滲流情形水平滲流情形垂直滲流情形垂直滲流情形條件條件已知已知等效等效推定推定Lhii;HH;qqiii .k.;H,H121iHkqx iixHkH1k ii2121HH;hh;v.vv;q.qq.k,k.;H,H2121Hhkikvzz

19、iizkHHk層狀地基的等效滲透系數(shù)層狀地基的等效滲透系數(shù)n 水頭與水力坡降水頭與水力坡降n 滲透試驗與達西滲透試驗與達西定律定律n 滲透系數(shù)的測定滲透系數(shù)的測定及影響因素及影響因素n 層狀地基的等效層狀地基的等效滲透系數(shù)滲透系數(shù) 總水頭總水頭=位置水頭位置水頭+壓力水頭壓力水頭 水頭是滲流的驅動力水頭是滲流的驅動力 達西定律達西定律 滲透系數(shù)、滲透速度滲透系數(shù)、滲透速度 達西定律的適用條件達西定律的適用條件 常水頭試驗常水頭試驗 變水頭試驗變水頭試驗 抽水試驗抽水試驗 滲透系數(shù)影響因素滲透系數(shù)影響因素 水平等效滲透系數(shù)水平等效滲透系數(shù) 垂直等效滲透系數(shù)垂直等效滲透系數(shù)小小 結結滲流滲流土體內

20、部應力狀態(tài)變化土體內部應力狀態(tài)變化土體的局部穩(wěn)定問題土體的局部穩(wěn)定問題土體的整體穩(wěn)定問題土體的整體穩(wěn)定問題管涌、流土等管涌、流土等水庫塌岸水庫塌岸邊坡滑動邊坡滑動土粒流失或局土粒流失或局部土體產生移動部土體產生移動土體的滑動土體的滑動第三節(jié)第三節(jié) 滲透破壞與控制滲透破壞與控制n h=0 h=0 靜水中，土骨靜水中，土骨架會受到浮力作用。架會受到浮力作用。n h0 h0 水在流動時，水在流動時，水流受到來自土骨架的水流受到來自土骨架的阻力，同時流動的孔隙阻力，同時流動的孔隙水對土骨架產生一個摩水對土骨架產生一個摩擦、拖曳力。擦、拖曳力。h1hh200hwL土樣土樣濾網濾網貯水器貯水器a b滲透力

21、滲透力j：滲透作用中，孔隙水對土骨架：滲透作用中，孔隙水對土骨架的作用力，方向與滲流方向一致。的作用力，方向與滲流方向一致。一、滲透力一、滲透力（動水力）（動水力）第三節(jié)第三節(jié) 滲透破壞與控制滲透破壞與控制滲透力滲透力- -試驗觀察試驗觀察h1hh200hwL土樣土樣濾網濾網貯水器貯水器a b土粒土粒滲滲 流流滲透力滲透力 j j：體積力：體積力滲透力滲透力j j：單位土體內土骨架：單位土體內土骨架所受到的滲透水流的拖曳力所受到的滲透水流的拖曳力 Gw = vv w + vs w V w= LA w wP1 = whwAwP2 = wh1AwP1 + Gw + T = P2 j=T = w h

22、/L= win 水柱整體受力分析水柱整體受力分析- -滲流滲流h1hh200hwL土樣土樣濾網濾網貯水器貯水器a b GwT whwAw+ LA w w + TLAw = wh1Aw T = TLAw滲透力的大小和水力梯度成正比，方向與滲透方向一致。滲透力的大小和水力梯度成正比，方向與滲透方向一致。向上滲流存在時，濾網支持向上滲流存在時，濾網支持力減少。力減少。當濾網支持力為零當濾網支持力為零時的水力坡降稱為時的水力坡降稱為臨界水力臨界水力坡降坡降icr，它是土體開始發(fā)生，它是土體開始發(fā)生流土流土破壞時的水力坡降：破壞時的水力坡降：滲透力滲透力- -受力分析受力分析滲透力滲透力- -受力分析受

23、力分析 wi n 臨界水力坡降臨界水力坡降icr = h/L = / wedws1) 1( ndedisscr1111由于由于icr取決于土取決于土的物理性質的物理性質h1hh200hwL土樣土樣濾網濾網貯水器貯水器a b滲透力的性質滲透力的性質F物理意義：物理意義：單位土體內土骨架所受到的單位土體內土骨架所受到的滲透水流的拖曳力，它是一種體積力滲透水流的拖曳力，它是一種體積力F大?。捍笮。?j = j = w wi iF方向：方向：與水力坡降方向一致與水力坡降方向一致F作用對象：作用對象：土骨架土骨架n土工建筑物及地基由于滲流作用而出現(xiàn)的變形或土工建筑物及地基由于滲流作用而出現(xiàn)的變形或破壞稱

24、為滲透變形或滲透破壞。滲透變形是土工破壞稱為滲透變形或滲透破壞。滲透變形是土工建筑物發(fā)生破壞的常見類型建筑物發(fā)生破壞的常見類型n基本類型：基本類型： 管涌管涌 流土流土 接觸流土接觸流土 接觸沖刷接觸沖刷滲透變形滲透變形單一土層滲透變形單一土層滲透變形的兩種基本型式的兩種基本型式滲透變形滲透變形 - 流土流土n 流土：流土：在在向上向上的滲透力作用下，表層局部范圍內的土體或的滲透力作用下，表層局部范圍內的土體或顆粒群同時發(fā)生懸浮、移動的現(xiàn)象。任何類型的土，只要顆粒群同時發(fā)生懸浮、移動的現(xiàn)象。任何類型的土，只要水力坡降達到一定的大小，都可發(fā)生流土破壞水力坡降達到一定的大小，都可發(fā)生流土破壞粘性土

25、粘性土k1k2砂性土砂性土k2壩體壩體滲流滲流crii ediscr11 F 原因：原因：與土的密實度有關與土的密實度有關壩體壩體滲透變形滲透變形 管涌管涌F 原因原因內因：有足夠多的粗顆粒形成大于細粒直徑的孔隙內因：有足夠多的粗顆粒形成大于細粒直徑的孔隙外因：滲透力足夠大外因：滲透力足夠大 n 管涌管涌：在滲流作用下，一定級配的無粘性土中的細小顆粒，通在滲流作用下，一定級配的無粘性土中的細小顆粒，通過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動，最終在土中形成與地表貫過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動，最終在土中形成與地表貫通的管道通的管道滲流滲流1. 在滲透水流作用下，在滲透水流作用下，細顆粒在粗顆粒形成細顆

26、粒在粗顆粒形成的孔隙中移動流失的孔隙中移動流失2. 孔隙不斷擴大，滲流孔隙不斷擴大，滲流速度不斷增加，較粗速度不斷增加，較粗顆粒也相繼被水帶走顆粒也相繼被水帶走3. 形成貫穿的滲流通道，形成貫穿的滲流通道，造成土體塌陷造成土體塌陷流土與管涌的比較流土與管涌的比較 流土流土土體局部范圍的顆粒同時土體局部范圍的顆粒同時發(fā)生移動發(fā)生移動管涌管涌只發(fā)生在水流滲出的表層只發(fā)生在水流滲出的表層只要滲透力足夠大，只要滲透力足夠大，可發(fā)生在任何土中可發(fā)生在任何土中破壞過程短破壞過程短導致下游坡面產生局部滑動等導致下游坡面產生局部滑動等現(xiàn)象現(xiàn)象位置位置土類土類歷時歷時后果后果土體內細顆粒通過粗粒形成土體內細顆粒

27、通過粗粒形成的孔隙通道移動的孔隙通道移動可發(fā)生于土體內部和滲流可發(fā)生于土體內部和滲流溢出處溢出處一般發(fā)生在特定級配的一般發(fā)生在特定級配的無粘性土或分散性粘土無粘性土或分散性粘土破壞過程相對較長破壞過程相對較長導致結構發(fā)生塌陷或潰口導致結構發(fā)生塌陷或潰口 scrFiiiFs: 安全系數(shù)安全系數(shù)1.52.0 i : 允許坡降允許坡降F i icr :土體發(fā)生流土破壞土體發(fā)生流土破壞n 工程設計：工程設計：流土可能性的判別流土可能性的判別n 在自下而上的滲流逸出處，任何土，包括粘性土和在自下而上的滲流逸出處，任何土，包括粘性土和無粘性土，只要滿足滲透坡降大于臨界水力坡降這無粘性土，只要滿足滲透坡降大

28、于臨界水力坡降這一水力條件，均要發(fā)生流土：一水力條件，均要發(fā)生流土：n 土是否會發(fā)生管涌，取決于土的性質：土是否會發(fā)生管涌，取決于土的性質： 粘性土（分散性土例外）屬于非管涌土粘性土（分散性土例外）屬于非管涌土 無粘性土中發(fā)生管涌必須具備相應的無粘性土中發(fā)生管涌必須具備相應的幾幾何條件何條件和和水力條件水力條件管涌可能性的判別管涌可能性的判別較均勻土較均勻土（CuCu 1010） 幾何條件幾何條件 水力條件水力條件n 無粘性土管無粘性土管涌的判別涌的判別級配級配孔隙及細?？紫都凹毩Ｅ卸ㄅ卸ǚ枪苡客练枪苡客链诸w粒形成的粗顆粒形成的孔隙小于細顆?？紫缎∮诩氼w粒不均不均勻土勻土（Cu10Cu10）不

29、連續(xù)不連續(xù)連續(xù)連續(xù)d d0 0=0.25d=0.25d2020細粒含量細粒含量35%35%細粒含量細粒含量25%25%細粒含量細粒含量=25-35%=25-35%d d0 0 d d5 5d d0 0 = d = d3 3-d-d5 5管涌土管涌土過渡型土過渡型土非管涌土非管涌土非管涌土非管涌土管涌土管涌土過渡型土過渡型土P(%)lgd骨架骨架充填料充填料F發(fā)生管涌的發(fā)生管涌的必要條件必要條件：粗顆：粗顆粒所構成的孔隙粒所構成的孔隙直徑大于細顆粒直徑大于細顆粒直徑直徑 幾何條件幾何條件 水力條件水力條件n 無粘性土管無粘性土管涌的判別涌的判別F 滲透力能夠滲透力能夠帶動細顆粒在孔帶動細顆粒在孔

30、隙間滾動或移動。隙間滾動或移動?？捎霉苡颗R界水可用管涌臨界水力坡降表示力坡降表示0 5 10 15 20 25 30 35 1.51.00.50icrCu流土流土過渡過渡管涌管涌水力坡降水力坡降級配連續(xù)土級配連續(xù)土級配不連續(xù)土級配不連續(xù)土破壞坡降破壞坡降 icr0.20-0.400.1-0.3允許坡降允許坡降 i0.15-0.250.1-0.2伊斯托敏娜（蘇）伊斯托敏娜（蘇）中國學者中國學者 Cu 20時時, icr =0.25-0.30， 考慮安全系數(shù)后：考慮安全系數(shù)后： i=0.10-0.15透水層透水層不透水層不透水層防滲體防滲體壩體壩體浸潤線浸潤線滲透變形的防治措施滲透變形的防治措施

31、scrFiiiF減小減小i i：上游延長滲徑：上游延長滲徑 減小水壓差減小水壓差F增大增大i： 下游增加透水下游增加透水 蓋重蓋重 改善幾何條件：滲流溢出部位設反濾層等改善幾何條件：滲流溢出部位設反濾層等 改善水力條件：減小水力梯度改善水力條件：減小水力梯度n 防治流土防治流土n 防治管涌防治管涌 心墻壩的粘土截水槽示意圖心墻壩的粘土截水槽示意圖 心墻壩混凝土防滲墻示意圖心墻壩混凝土防滲墻示意圖 水平粘土鋪蓋示意圖水平粘土鋪蓋示意圖 下游設置反濾層、蓋重或減壓井，濾土排水，使?jié)B流逸下游設置反濾層、蓋重或減壓井，濾土排水，使?jié)B流逸出，又防止細小顆粒被帶走。出，又防止細小顆粒被帶走。水閘防滲示意圖水閘防滲示意圖 例例1：某基坑工程采用防滲樁圍堰，排水明挖施工，坑內水位位于：某基坑工程采用防滲樁圍堰，排水明挖施工，坑內水位位于坑底，土體參數(shù)如圖