土的滲透性與土中滲流詳解圖文豐富

第2章

土的滲透性與土中滲流§2.1土中滲流的工程意義§2.2滲流理論§2.3滲透力與滲透變形§2.4滲流工程問(wèn)題與處理措施2.1土中滲流的工程意義

浸潤(rùn)線流線等勢(shì)線下游上游土壩蓄水后水透過(guò)壩身流向下游H隧道開(kāi)挖時(shí)，地下水向隧道內(nèi)流動(dòng)

在水位差作用下，水透過(guò)土體孔隙的現(xiàn)象稱為滲流

§2.2滲流理論

一、達(dá)西定律1856年法國(guó)學(xué)者Darcy對(duì)砂土的滲透性進(jìn)行研究結(jié)論：水在土中單位時(shí)間的滲流量與圓筒斷面積A及水頭損失Δh成正比，與斷面距離L成反比滲透試驗(yàn)播放q=kAΔh/L達(dá)西定律i為水力梯度v=q/A=kΔh/L=kiΔ二、達(dá)西定律適用范圍與起始水力梯度達(dá)西定律討論：砂土的滲透速度與水力梯度呈線性關(guān)系

密實(shí)的粘土，需要克服結(jié)合水的粘滯阻力后才能發(fā)生滲透;同時(shí)滲透系數(shù)與水力坡降的規(guī)律還偏離達(dá)西定律而呈非線性關(guān)系

ib起始水力梯度虛直線簡(jiǎn)化達(dá)西定律適用于層流，不適用于紊流v=kiivO砂土0iv密實(shí)粘土§2.3滲透力與滲透變形一、滲透力和臨界水力梯度1.滲透力——滲透水流施加于單位土粒上的拖曳力h2h1h21L沿水流方向放置兩個(gè)測(cè)壓管，測(cè)壓管水面高差h水流流經(jīng)這段土體，受到土顆粒的阻力，阻力引起的水頭損失為h土粒對(duì)水流的阻力應(yīng)為

土樣面積根據(jù)牛頓第三定律，試樣的總滲流力J和土粒對(duì)水流的阻力F大小相等，方向相反滲流作用于單位土體的力說(shuō)明：滲透力j是滲流對(duì)單位土體的作用力，是一種體積力，其大小與水力梯度成正比，作用方向與滲流方向一致，單位為kN/m3

滲透力的存在，將使土體內(nèi)部受力發(fā)生變化，這種變化對(duì)土體穩(wěn)定性有顯著的影響abc滲透力方向與重力一致，促使土體壓密、強(qiáng)度提高，有利于土體穩(wěn)定滲流方向近乎水平，使土粒產(chǎn)生向下游移動(dòng)的趨勢(shì)，對(duì)穩(wěn)定不利滲流力與重力方向相反，當(dāng)滲透力大于土體的有效重度，土粒將被水流沖出2.臨界水力梯度icr———使土體開(kāi)始發(fā)生滲透變形的水力梯度GJ當(dāng)土顆粒的重力與滲透力相等時(shí)，土顆粒不受任何力作用，好像處于懸浮狀態(tài)，這時(shí)的水力梯度即為臨界水力梯度或

在工程計(jì)算中，將土的臨界水力梯度除以某一安全系數(shù)K(2～3)，作為允許水力梯度[i]。設(shè)計(jì)時(shí)，為保證建筑物的安全，將滲流逸出處的水力梯度控制在允許梯度[i]內(nèi)二、技滲透忙變形滲透那水流現(xiàn)將土偷體的半細(xì)顆娛粒沖仰走、遵帶走討或局分部土訓(xùn)體產(chǎn)愧生移立動(dòng)，票導(dǎo)致餐土體投變形帆——晨——遼—滲透鎮(zhèn)變形向問(wèn)題叮（流戰(zhàn)土，吩管涌對(duì)）1.流土——淹在滲肝流作嗓用下呆，局胖部土果體表周面隆兼起，叫或某巷一范耐圍內(nèi)斧土破粒群牢同時(shí)庭發(fā)生釀移動(dòng)轟的現(xiàn)巷象流土端發(fā)生單于地份基或已土壩屋下游滲流疊出逸吐處，芒不發(fā)灣生于悼土體懲內(nèi)部。開(kāi)療挖基稻坑或財(cái)渠道彎時(shí)常金遇到妖的流野砂現(xiàn)勸象，宰屬于工流土災(zāi)破壞嚷。細(xì)片砂、堂粉砂世、淤純泥等今較易歲發(fā)生問(wèn)流土碌破壞2.管涌——在滲御流作墊用下脈，無(wú)天粘性亡土中牌的細(xì)立小顆飾粒通俯過(guò)較廁大顆巷粒的障孔隙肝，發(fā)熱生移的動(dòng)并擋被帶魚(yú)出的給現(xiàn)象土體遞在滲鹿透水純流作拘用下盛，細(xì)街小顆川粒被趨帶出比，孔黑隙逐曠漸增有大，高形成羨能穿孝越地版基的某細(xì)管畝狀滲俱流通恥道，培掏空潮地基襖或壩桶體，偷使其平變形單或失去穩(wěn)。強(qiáng)管涌慕既可以臣發(fā)生貫在土津體內(nèi)遭部，費(fèi)也可累以發(fā)超生在頃滲流殖出口哥處，發(fā)貴展一火般有帥個(gè)時(shí)阿間過(guò)沸程，丹是一露種漸進(jìn)聚性的破炊壞3.介流土舍與管恒涌的替區(qū)別1）流山土發(fā)兼生時(shí)點(diǎn)水力廣梯度i大于騾臨界要水力剛梯度ic租r，而君管涌講可以各發(fā)生吐在i<ic楚r的情澡況下輕；2）流尺土發(fā)畢生的勵(lì)部位盾在滲作流逸鑰出處芬，而給管涌聽(tīng)發(fā)生兆的部抗位可四以在做滲流見(jiàn)逸出粗處，靜也可夫以在烈土體鉆內(nèi)部日；3）流率土破爺壞往臣往是窯突發(fā)袋性的逮，而場(chǎng)管涌餡破壞惠一般址有一府個(gè)過(guò)吸程，覽是一畏種漸漆進(jìn)性某的破誓壞；4）流廚土發(fā)側(cè)生時(shí)膨水流解方向遼向上客，而度管涌洋則沒(méi)趣有此嗎限制穿；5）只慎要水懸力梯向度達(dá)認(rèn)到一縮慧定數(shù)遵值，澡任何也類型盛的土亮都會(huì)末發(fā)生撲流土賊破壞常；而惰管涌急只發(fā)挽生在渣有一據(jù)定的葬級(jí)配們（如納不均加勻系壯數(shù)Cu左>1擾0）的搶無(wú)黏足性土嫌中，肢且土妹中粗隙顆粒晨所構(gòu)膀成的盈孔隙兄直徑裁必須授大于慚細(xì)顆艇粒的畫(huà)直徑疏。三、露例題應(yīng)分析【例絨】某土改壩地債基土配的比咽重Gs=2.遇68，孔隙掌比e=0.紗82，下游禁滲流爆出口撈處經(jīng)碎計(jì)算菌水力故坡降i為0.部2，若草取安捏全系均數(shù)K為2.首5，試認(rèn)問(wèn)該窮土壩較地基乳出口湊處土患體是滔否會(huì)悅發(fā)生誕流土骨破壞【解答叨】臨界百水力源梯度由于躬實(shí)際插水力怎梯度i<[i]，故土澇壩地虹基出故口處叫土體無(wú)不會(huì)糕發(fā)生跪流土凳破壞允許訓(xùn)水力桿梯度§2直.4滲流堆工程岔問(wèn)題饑與處驚理措巧施一、染滲流管工程鋸問(wèn)題1.地下襯水的慈浮托促作用地下禽水不妄僅對(duì)名水位偉以下膠的土敵體產(chǎn)泥生靜億水壓彩力和罪浮托軟力，翻并對(duì)剝建筑敬物基生礎(chǔ)產(chǎn)躍生浮架托力2.地下斗水的連潛蝕僚作用在施工旬降水昌等活跑動(dòng)過(guò)淡程中產(chǎn)生柏水頭柄差，就在滲案透力陡作用殘下，口土顆未粒受華到?jīng)_聾刷，竊將細(xì)尋顆粒趁沖走哪，破急壞土舅的結(jié)澡構(gòu)。通常粥產(chǎn)生總于粉旬細(xì)砂夕、粉浪土地兵層中3.流砂流砂并在工愛(ài)程施謠工中綱能造側(cè)成大贊量的洞土體坦流動(dòng)域，使晚地表杯塌陷構(gòu)或建途筑物蛇的地豪基破省壞，撤給施午工帶冶來(lái)很蓋大的睬困難眼，影點(diǎn)響建泊筑工膛程的么穩(wěn)定油。通輩常易耀在粉耀細(xì)砂著和粉味土地住層中移產(chǎn)生形，在地泡下水灣位以仙下的作基坑凡開(kāi)挖脈、埋撥設(shè)地件下管槐道、腦打井對(duì)等工什程活泳動(dòng)中祝常出猜現(xiàn)4.基坑裁突涌當(dāng)基材坑下艦部有沿承壓斥水層絨時(shí)，棉開(kāi)挖仗基坑般減小具了底誓板隔慎水層汁的厚衫度，培當(dāng)隔在水層繞較薄嚴(yán)經(jīng)受赤不住嚴(yán)承壓賭水頭危壓力襪，承醬壓水誤頭壓鍬力就疏會(huì)沖貸毀基糠坑底飼板，付這種紀(jì)現(xiàn)象旗稱為基坑輛突涌二、住防滲榨處理削措施1.水工紋建筑團(tuán)物滲扛流處堡理措下施水工誕建筑偶物的勸防滲煤工程遇措施寸一般澆以“上堵角下疏”為朗原則門(mén)，上閣游截騾滲、釀延長(zhǎng)蹤蝶滲徑頑，下純游通右暢滲振透水吼流，男減小頂滲透答壓力盼，防確止?jié)B斥透變堆形①垂直棗截滲主要橡目的債:延長(zhǎng)天滲徑耐，降乎低上此、下籌游的到水力恨坡度贏，若嫌垂直鞠截滲純能完須全截軋斷透矛水層伍，防仙滲效套果更挺好?；璐怪鳖澖貪B欣墻、濁帷幕霸灌漿銷、板鳴樁等隔均屬析于垂可直截庫(kù)滲②設(shè)置逆水平發(fā)鋪蓋上游神設(shè)置排水平額鋪蓋雙，與影壩體瓶防滲壓體連暢接，鋤延長(zhǎng)咬了水霜流滲賊透路發(fā)徑粘土鋪蓋③設(shè)另置反役濾層砂墊層水位加筋土工布回填中粗砂拋石棱體設(shè)置范反濾亞層，祥既可鼠通暢鴉水流艷，又替起到導(dǎo)保護(hù)評(píng)土體蝕、防陪止細(xì)濾粒流簽失而普產(chǎn)生威滲透接變形線的作違用。反濾逆層可聚由粒述徑不聞等的概無(wú)粘河性土禾組成缺，也棗可由敵土工族布代訂替，娘上圖輔為某淋河堤融基礎(chǔ)裂加筋育土工浮布反鑒濾層④排水塘減壓粘性土含水層減壓井為減觀小下休游滲完透壓招力，茶在水船工建桶筑物煌下游陵、基肺坑開(kāi)儀挖時(shí)激，設(shè)指置減伏壓井角或深叢挖排粉水槽2.基坑桑開(kāi)挖鍵防滲舍措施①工程收降水采用譜明溝守排水聞和井遙點(diǎn)降棋水的算方法莖人工愚降低錫地下惕水位在基列坑內(nèi)約（外檔）設(shè)華置排版水溝扯、集掘水井退，用陳抽水珍設(shè)備故將地槐下水占從排懶水溝饑或集鹽水井餅排出原地下水位明溝排水原水位面一級(jí)抽水后水位二級(jí)抽水后水位多級(jí)井點(diǎn)降水要求展地下戴水位橡降得澇較深牛，采組用井俘點(diǎn)降未水。騾在基死坑周面圍布漆置一業(yè)排至芒幾排念井點(diǎn)鑒，從甲井中懷抽水巨降低犯水位②設(shè)置硬板樁沿坑爺壁打濟(jì)