关于渗流稳定和抗滑稳定.ppt

渗流：液体通过多孔介质或岩石裂隙的流动。渗透流速：渗流通过多孔介质横断面。中孔隙的流量除以该介质横断面的全部面积所得之流速。浸润线：渗流场中的自由表面线。渗透坡降：渗流的水力坡度。达西定律：表征渗透流速与渗透坡降成正比的关系定律。渗透结构：透（含）水层（体）和相对隔水层的空间分布及组合定律。水文地质条件：表征地下水形成、分布运动及水质、水量等特征的地质环境。 一、概念 二、与渗流有关的堤坝破坏 从土坝的剖面看主要有以下几种破坏形式 1、双层地基，下部为砂层，上部为弱透水、透水值相差10倍时（粘土、壤土、粉壤土或淤泥质土），砂层中的承压水顶穿表层弱透水层，在坝下淤坡脚处发生局部集中渗流形成流土、泉涌现象，并沿砂层向上游发展成连通的管道，当管道失去拱效应，坝将产生沉陷、裂隙并下沉而破坏，当上游铺盖存有裂隙坍塌及临水面河水淘、冲刷时将加速破坏。 2、背水坡脚大面积发生小泉涌的砂沸现象，造成坡脚土软化或受浮托力的作用失去或减少支承力而引起大的滑动。发生砂沸、土软化的水可以是坝基承压水，也可以是沉表层弱透水层深层粉土，粉细砂渗的表层小，还可以是坝体渗水造成背水坡软化从而在浸润线出渗点以下的局部滑坡。 3、坝本身或地基渗流，在出口处管涌开始逐渐将细颗粒带走，直至坡面破坏。如出渗点处的颗粒，首先被冲蚀沉坡面向下移动推理，坡脚，逐渐在坡面形成局部凹陷和小沟，或沉基的岩石接触面，坝体较薄透水层，以及沉输水管外壁，按蚀面等形成集中渗流通道，造成冲蚀破坏。 4、水库水位骤降，孔隙水压力造成滑坡。渠道退水、地下水位高于渠底时。 5、降雨入渗，填筑土压实度低，土体饱和，孔隙水压力增大，土体变为饱和，抗剪强度降低而滑塌。 6、坝体内有承压水的薄层透水层，形成流砂或顶托上覆土层减少自重压力危及坝坡稳定。 7、坝体存在软弱夹层在库水的作用软弱层饱和、软弱层下有超孔隙水、强度降低造成滑坡。 8、波浪冲刷坡面，土体被淘刷使坡面破坏。 三、坝破坏形成分类（主要由渗流引起的破坏） 1、个别部位的集中渗流冲刷、顶托，它总是沿渗流阻力相对较小的薄弱环节发生，管涌、流土、接触冲刷、接触流失。 2、整个渗流场范围内的滑坡，通常计算边坡稳定时，考虑或不考虑渗流作用对边坡稳定影响较大。要求必须考虑。 岳城水库 工况、 无渗流、 有渗流、 有地震、 地震加渗流 安全系数 1.57 0.928 0.932 0.665 四、渗流控制的内容和原则 渗流问题外观表征为渗漏及土体变形、破坏 内在原因渗流水的作用而引起破坏。 应从不同建筑物类型和发生破坏，变形的部位，查明下面的水力因素明水头分布。 1、渗流水头或压力线 a 闸坝地基的有压渗流，应查明建筑物地下轮廓线的水头分布，或浮力（扬压力），核算闸坝基的稳定性； b 确定下游出口处截渗墙板桩下端的水头，核算出口处该深度地基土是否有发生局部渗流破坏的条件； c 对于堤坝无压渗流，查明浸润线位置，和坝体渗流压力的分布，核算坝坡稳定性；粉质壤土4~6；粘土8~15；含砂粘土5~10；＜1×10-5cm/s过大，渗漏大。上下差100倍。 d 确定防渗铺盖和斜、心墙沿程水头损失，核算适宜的长度和厚度。当坝基、坝体有较弱夹层为检查其滑动性，需查明该层的水头分布； e 为检查心墙防渗效果，抗渗强度，了解墙上下游水头分布； f 为防止库下游、堤防背水坡的盐渍化，还应了解农田地下水位埋深及升高的位置。 2、渗流坡降（或流速、渗透力） 了解上述水头分布，可知渗流比降、流速或渗透力， a 查明渗流出口坡降，选用反滤或压重，防止外部管涌或流土； b 管涌地基，查明地基中的坡降，检查内部渗流稳定性及对地基稳定影响； c 粗、细粒界面，接触面比降（查阅水利计算手册p523）； d 坝体内的渗透比降、渗透力核算坝坡稳定性； e 防渗铺盖、斜心墙的渗透比降，抗渗强度是否满足要求。 3、渗漏量 估算库水渗漏量，施工基坑排水， 渗漏量变化对堤坝稳定影响分析。 概括以上内容，渗流控制相应概括为： （一）控制下游剩余水头或水位 减少下游浮托力 或降低两侧岸渗水面高度，增强下游边坡稳定性。 控制地下水位，不致兴建水利工程所形成渗流水位抬高，造成下游水位抬高而致害。 （1）控制渗流坡降或流速，防止发生渗透变形破坏， 保证地基、坝体的渗透稳定性。 （2）控制渗流量 控制渗流量并非主要，在最大经济效益原则下，也允许渗透量大。从工程安全考虑，但渗量大小变化对渗流稳定分析有着重要作用。 五、渗流控制的基本原则 1、防渗排渗相结合 上游水平，中上游垂直防渗， 下