第十章 渗透变形3.ppt

10.6 坝基渗透稳定性评价 实际水力坡度的预测— 观测资料统计预测 了解地下水位观测网的布置、各观测孔的结构、埋置深度、所反应的进水段土层和工作状态等，分析其所代表的水文地质结构单元和功能 搜集库水位、各观测孔地下水历年观测资料，同时搜集水文气象、坝基和绕坝渗漏及坝后地表水位等资料 编绘库水位与各观测孔水位的时间过程曲线 【图10-11】 实际水力坡度的预测— 观测资料统计预测 据图【10-11】的形态，分析随库水位波动影响的各观测孔水位相关点，相关点的判别宜遵循以下原则： 库水位与观测孔水位时间过程曲线的形态和变化趋势具有相似性，这是判别单因素相关性分析的基础 相关点位于过程曲线的峰、谷对应点的水位 相关点位于过程曲线平缓段的水位 相关点按过程曲线斜率突变处的水位 考虑各观测孔水位相对库水位变化的时间滞后性 相关点数量应满足统计样本数的要求 据相关点的纪录编制各观测孔水位与库水位散点图 【图10-12】，并用数理统计方法分析求解各观测孔的统计相关方程式 据统计方程式采用外延法分别预测正常库水位、校核洪水位等高水位时，各观测孔的相应地下水位 实际水力坡度的预测— 数值模拟法预测 坝基渗流计算是在已知定解条件下，通过求解渗流基本方程式以求得渗流场内的水头分布和渗流量等要素。 由于坝体材料和结构及坝基岩土类型、性质、厚度、空间分布、边界条件复杂，难以用解析法计算预测地下水的实际水力坡度。 数值模拟在工程岩土体稳定性和地下水渗流计算中得到广泛的应用 实际水力坡度的预测— 数值模拟法预测 为能更好的应用数值模拟法预测坝基渗流场中的实际水力坡度，仅提供以下注意事项和技术要求： 搜集坝体结构设计、特征库水位、建库功能和技术要求等资料 研究坝区工程地质条件，进行坝基工程呢个地质地段划分，选择代表性的计算剖面。在此基础上概化水位地质结构模型和边界条件 【图10-13】 计算模型和地基透水性识别和检验，这是决定预测成果精确性最重要的环节。识别和检验的方法有两种： 已建堤坝并有水位观测资料时 对拟建堤坝尚无水位观测资料时 对概化的计算模型进行网络剖分后，模拟不同工况时渗流场中水头分布特征绘制流网图或等水头线图【图10-14】，并计算不同工况时坝基各部分相应水力坡度 10.7 渗透变形预测与防治 渗透变形的预测步骤 　　(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，尤其是最大水力梯度 　　(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 渗透变形防治- 渗透变形的防治措施 　　(1) 垂直截渗：防渗帷幕、截水槽、混凝土防渗墙 　　(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） 上游地下水的补给区和径流区应以防渗截流措施为主，在下游地下水出逸段应以排水减压和反滤盖重措施为主。 渗透变形防治-防渗截流工程 垂直防渗工程 常用的方法有粘土截水槽、灌浆帐幕和混凝土防渗墙等。 粘土截水槽常用于透水性很强、抗管涌能力差、隔水层埋藏较浅的砂卵石坝基。其结构视土石坝的结构而定(下图)。截水槽一定要作到下伏的隔水层中，形成一个封闭系统。必须注意隔水层的完整性和渗透性。 当坝基透水性较大，而厚度不大，一般厚为数米或十余米时，可用截水墙防渗。 渗透变形防治-防渗截流工程 当坝基透水层厚度较大，如厚度大与20米时，全部挖除强透水层在技术上存在困难时，可采用混凝土防渗墙或灌浆帷幕 渗透变形防治-防渗截流工程 混凝土防渗墙是通过钻探凿槽后，回填混凝土，形成垂直防渗体。可也采用高压喷射灌浆法形成一定厚度的垂直防渗墙。 上述垂直防渗工程实质上是通过人工方法将强透水层改良成微透水的地下建筑结构，使水头损失和渗透压力集中在垂直防渗工程上，而使坝后剩余水头和出逸段的水力坡度大大降低，达到防渗透变形的目的。 渗透变形防治-防渗截流工程 对于平水期地下水补给河水，而汛期河水补给地下水的河流，应采用深入到部分强透水层的悬挂式垂直防渗工程，如，悬挂式防渗帷幕 长江中下游荆州至武汉河段 渗透变形防治-防渗截流工程 水平防渗铺盖 当坝基透水层厚度过大，垂直防治工程在技术上十分困难，经济上不合理时，可采用水平防渗铺盖 渗透变形防治-防渗截流工程 反滤盖重 　在渗流逸出段分层铺设几层粒径不同的砂砾石层，层界面应与渗流方向正交，粒径由细到粗，常设置三层，即为反滤层。典型的反滤层结构如下图所示。反滤层是保护渗流出口的有效措施，它既可以保证排水通畅，降低逸出水力梯度，又起到盖重的作用。专门的盖重措施，是把坝后用土或碎石填压，