港航實(shí)務(wù) 皮丹丹 教材精講班教案 29-第1章-1.11-管涌和流沙的防治方法

1.11管涌和流沙的防治方法1.11.1影響土滲透性的因素1.概述滲流:土中的水在重力作用下穿過土顆粒骨架的孔隙流動(dòng)稱為滲流。土的滲透性:地下水在土體孔隙中滲透流動(dòng)的難易程度。（土被水透過的性質(zhì)）土的透水性指標(biāo):滲透系數(shù)k（cm/s或m/d）。2.土的滲透規(guī)律土中水的滲透速度與水力梯度（或稱水力坡降）成正比的滲透規(guī)律。達(dá)西定律可以表示為：u=k·i式中u——滲透速度；K——滲透系數(shù)；i——水力坡降。3.影響土的滲透性的因素1）土顆粒的粒徑、形狀與級配顆粒級配對土的滲透性影響最大。一般情況下，土顆粒愈粗、愈渾圓、愈均勻，土的滲透性越強(qiáng)；相反顆粒愈細(xì)，級配越好，細(xì)顆粒填充粗顆粒孔隙間，土體孔隙減小，滲透性就愈弱。2）礦物成分渾圓石英＞尖角石英＞長石＞云母。3）土的密度對同一種土來說，土越密實(shí)，土中孔隙越小，土的滲透性越低。故土的滲透性隨土的密實(shí)程度增加而降低。4）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造土體通常是各向異性的，土的滲透性也常表現(xiàn)出各向異性的特征。5）水溶液成分與濃度一般情況下，黏性土的滲透性隨著溶液中陽離子數(shù)量和水溶液濃度的增加而增大。6）土體的飽和度土中封閉氣泡不僅減小了土體斷面上的過水通道面積，而且堵塞某些通道，使土體滲透性減小。7）水的黏滯性水的黏滯性越大，滲透系數(shù)越小。它反映的是流體性質(zhì)對滲透系數(shù)的影響。水的黏滯性隨水溫增大而減小。1.11.2管涌和流沙的防治方法1.管涌與流沙（土）產(chǎn)生的原因滲透變形:當(dāng)水力坡降超過一定界限后，土中的滲透水流會(huì)把部分土體或顆粒帶走，導(dǎo)致士體發(fā)生位移，位移達(dá)到一定程度土體將發(fā)生失穩(wěn)破壞。滲透變形的兩種主要形式是流砂（土）與管涌。2.管涌與流沙（土）的概念與現(xiàn)象（1）概念：流沙（土）：在一定滲透力作用下，土體中顆粒同時(shí)起動(dòng)而流失的現(xiàn)象。管涌：在一定滲透力作用下，土體中的細(xì)顆粒沿著骨架顆粒所形成的孔隙通道移動(dòng)或被滲流帶走的現(xiàn)象。（2）現(xiàn)象管涌主要發(fā)生在沙性土中。在黏性土中流土常表現(xiàn)為土體的隆脹、浮動(dòng)、斷裂等現(xiàn)象，如深基坑開挖時(shí)的坑底隆起；在非黏性土中流沙表現(xiàn)為砂沸、泉眼群、土體翻滾，最終被滲流托起等現(xiàn)象。（3）位置：管涌和流沙（土）經(jīng)常發(fā)生在閘壩、堤防與岸坡、板樁岸壁的滲流出逸處。管涌也可以發(fā)生在土體內(nèi)部。3.管涌與流沙（土）防治的基本方法防治原則：以防為主。防治宗旨：防滲及減弱滲透力。首先措施：回土壓頂。1.土質(zhì)改良注漿法、高壓噴射法、攪拌法及凍結(jié)法。2.截水防滲截水防滲措施的目的是隔斷滲透途徑或延長滲徑、減小水力梯度。3.人工降低地下水位明排井（坑）、輕型井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)等方法4.出逸邊界措施在下游加蓋重，以防止土體被滲透力所懸浮，防止流沙（土）。在浸潤線出逸段，設(shè)置反濾層是防止管涌破壞的有效措施。5.其他施工考慮施工選擇枯水期施工;采取水下挖掘及澆筑封底混凝土等施工方法。方法目的1.土質(zhì)改良注漿法、高壓噴射法攪拌法、凍結(jié)法改善土體結(jié)構(gòu)，提高抗剪強(qiáng)度與模量及整體性,減小透水性，增強(qiáng)抗?jié)B透變形能力。2.截水防滲水平向鋪設(shè)防滲鋪蓋垂直向防滲墻、板樁隔斷滲透途徑或延長滲徑、減小水力梯度。3.人工降水輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)深井法降低水頭、使地下水位降至滲透變形土層以下