第10讲,1e410000港口与航道工程技术技巧.doc

窗体顶端 1e410000港口与航道工程技术 1e411000港口与航道工程专业技术 第一章专业技术，14节内容可分为3部分：基础-水文气象地质；建材-水泥钢材混凝土土工织物；测量-gps管涌流沙。 1e411070管涌和流沙的防治方法 大纲要求：影响土渗透性的因素；管涌和流沙的防治方法。 重点：管涌和流沙的防治方法 难点：港口与航道工程大体积混凝土防裂措施 1e411071影响土渗透性的因素 知识点一、概述 土是一种多孔介质，由固体颗粒骨架和充填骨架间孔隙的流体（水和空气）所组成。骨架间的孔隙是连通的。孔隙中的流体（通常是地下水）可以在本身重力和其他外力作用下发生流动，这就是水的渗透或渗流。 土的渗透性指的是地下水在土体孔隙中渗透流动的难易程度，是土的重要物理性质。土力学中反映土的透水性的指标是渗透系数k(cm/s或m/d)。 土的渗透性及渗流与土体强度、变形问题一样都是土力学中主要的基本课题，三者互相关联、相互影响。 知识点二、土的渗透规律 法国工程师达西(darcy)在垂直圆筒中对均匀沙进行了大量的渗透试验，得出了层流条件下，土中水的渗透速度与水力梯度（或称水力坡降）成正比的渗透规律，引入了决定于沙土透水性质的比例常数k，即渗透系数，渗透系数由室内土工试验和现场测定。达西定律可以表示为：u=k·i 式中u——渗透速度；k——渗透系数；i——水力坡降。 知识点三、渗透性的影响因素 不同类型的土，其影响因素及影响程度各不相同。 （一）土颗粒的粒径、形状与级配 颗粒级配对土的渗透性影响最大，尤其在粗粒土中表现更为明显。一般情况下，土颗粒愈粗、愈浑圆、愈均匀，土的渗透性越强；相反颗粒愈细，级配越好，细颗粒填充粗颗粒孔隙间，土体孔隙减小，渗透性就愈弱。 不同土类的渗透系数参考值见表1e411071所示。 （二）矿物成分 不同矿物对土的渗透性的影响是不同的。原生矿物成分的不同，决定着土中孔隙的形态，。常见几种原生矿物组成的土的透水性规律是：浑圆石英尖角石英长石云母。黏土矿物成分不同，形成的结合水膜厚度不同，渗透性也是不同的。一般情况下，土中亲水性强的黏土矿物或有机质越多，渗透性越低。含有大量有机质的淤泥几乎是不透水的。 (三)土的密度 土的渗透性随土的密实程度增加而降低。 （四）土的结构构造 土的渗透性各向异性。海相沉积物经常是层状土且水平微细夹层较发育，水平渗透性要比铅垂方向强。具有网状裂隙的黏土，可能接近于砂土的渗透性。 （五）水溶液成分与浓度 黏性土的渗透性随着溶液中阳离子数量和水溶液浓度的增加而增大。 （六）土体的饱和度 土中封闭气泡不仅减小了土体断面上的过水通道面积，而且堵塞某些通道，使土体渗透性减小。 （七）水的黏滞性 水的黏滞性越大，渗透系数越小。水的黏滞性随水温增大而减小。 ? 1e411072管涌和流沙的防治方法 流沙（土）与管涌是由动水力引起的两种主要的渗透破坏形式。许多工程事故与之有关，常见的如板桩码头前方漏沙、后方塌陷；船坞及深基坑开挖时坑底隆起，粉细砂土翻浆上涌，下挖困难；堤防与岸坡坡脚沼泽化、细颗粒出流直至突发性的局部滑坡与塌方。其防治主要是从土质改良、渗流场改变及渗流出逸边界改善几个方而着手。2014.6滑坡会议。 ? 知识点一、管涌与流沙（土）产生的原因 水在土粒骨架的孔隙中流动时，受到土粒骨架对孔隙水流的摩阻力，这个作用力的方向与水流方向相反，它使动水能量逐渐减小，水头逐渐损失。根据作用力与反作用力相等的原理，水流也必然有一个相等的力作用在土颗粒上，这个力在土力学上称之为动水力或者渗流力。单位体积土体受到的渗透力与水力坡降i成正比。 当水力坡降超过一定界限后，土中的渗透水流会把部分土体或颗粒带走，导致土体发生位移，位移达到一定程度，土体将失稳破坏，这种现象称为渗透变形。渗透变形有两种主要形式，即流沙（土）与管涌。 ? 知识点二、管涌与流沙（土）的概念与现象 流沙（土）：土体中颗粒同时起动而流失的现象。管涌：土体中的细颗粒沿着骨架颗粒所形成的孔隙通道移动或被渗流带走的现象。 管涌主要发生在沙性土中。流土在黏性土中，常表现为土体的隆胀、浮动、断裂等现象，如深基坑开挖时的坑底隆起；流沙在非黏性土中，表现为砂沸、泉眼群、土体翻滚，最终被渗流托起等现象。 管涌和流沙（土）经常发生在闸坝、堤防与岸坡、板桩岸壁的渗流出逸处。管涌也可以发生在土体内部。 流沙（土）一旦发生，会很快波及地基内部，发展快，抢救不及，危害性比管涌严重。 知识点三、管涌与流沙（土）防治的基本方法 原则是以防为主，大范围的流沙（土）险情出现时，除了首先回土压顶没有有效措施。防治方法与措施应与工程结构及其他岩土工程措施综合考虑。宗旨是防渗及减弱渗透力。 （一）土质改良 目的是改善土体结构，提高