10渗透变形工程地质研究.ppt

二、防治措施 上游补给、径流区：防渗截流 下游出逸段：排水减压、反滤盖重 1.垂直截渗：心墙坝、防渗墙、灌浆帷幕 本质是：改良强透水层，渗透压力集中于防渗工程，降低水力坡度 2.水平防渗铺盖：坝前覆盖粘性土 本质是：延长渗流路径,降低平均水力坡度 3.反滤盖重、排水减压：排水沟、减压井、反滤层 本章重点 1.渗透变形的定义； 2.掌握渗透变形的类型及其产生地质的条件； 3.渗透变形产生的条件； 4.临界水利坡度； 5.渗透变形的防治措施。 本章完 第十章 渗透变形工程地质研究 10.1概 述 10.2渗透变形产生的条件 10.3渗透变形的预测 10.4渗透变形的防治 提 要 基坑底部发生流土和管涌现象-基坑坍塌事故 汉阳多处管涌险情 渗透变形 渗透变形引起的溃坝 坝体底部水平渗透 第一节 概 述 一、概念 渗透变形：在岩土体空隙中运动的地下水叫做渗流，它对岩土体的力叫做渗透力，当渗透力达到一定值时，岩土体颗粒发生移动，甚至一定体积的岩土体发生悬浮或者移动，这种作用或者现象叫做渗透变形。 表现为鼓胀、浮动、断裂、泉眼、沙浮、土体翻动等。 二、研究意义 1、是土石坝的主要工程地质问题； 2、对坝基、基坑、地下巷道掘进、矿山等带来危害； 3、山西榆林水库，98年湖北嘉鱼溃口 堤 岸 1998年长江洪水险情以渗流险情最为普遍，沿长江6000余处险情中就有400余处属渗流险情。其中管涌被视为险中之险。 一般来说，长江中下 游平原冲积地层，上面是粘性土；往下是粉砂、细砂等，砂层间也有粘性土夹层的，再往下则是砂砾及卵石等强透水层，在河床中露头与河水相通。 在汛期高水位时由于渗水流经强透水层压力损失很小，堤内数百米范围内粘土层下面仍承受很大的水压力，如果这股水压力，冲破了粘土层，下面的粉砂、细砂就会随水流出（在没有反滤层保护的情况下），从而发生管涌。 2003年7月1日凌晨4时，正在施工中的上海轨道交通4号线（浦东南路至南浦大桥）区间隧道浦西联络通道发生渗水，随后大量流沙涌入，引起地面大幅沉降。上午9时左右，地面建筑物中山南路847号一幢八层楼房发生倾斜，其裙房部分倒塌。由于报警及时，所有人员提前撤出，无人员伤亡。  三、渗透变形的类型 1.管涌：在渗流作用下，单个细颗粒沿土体骨架中的孔道发生移动带走的现象，又称潜蚀。（较小的渗透力） 常发生于：不均匀的砂类土或者卵砾类土中。 根据渗透方向与重力方向的关系： 垂直管涌 、水平管涌 非发展管涌、发展管涌 内部管涌、外部管涌 长江江陵县马家寨堤段发生管涌险情 武陟县举行2012年黄沁河军民联合防汛 管涌引发坍塌的翻山岭水库部分坝体 2.流土：在渗透作用下，一定体积土体中的颗粒群或团块同时发生移动、悬浮、顶穿的现象。（需要较大的渗透力） 常发生于均质砂土层和亚砂土层、粉土中。 3.接触重刷 定义：渗流沿着水平渗透系数相差悬殊的两种土层接触面带走细颗粒的现象。（流向水平） 主要发生于：巨粒土和粉土的接触带 定义：渗流沿着垂直渗透系数相差悬殊的两种土层接触面带走细颗粒的现象。（流向垂直） 各种现象的判别方法 4.接触流失 二、渗透变形类型的判别 土体结构包括了土中粗细颗粒直径比例、细粒物质含量、土的级配等。 1.粗细颗粒直径比例 细粒从空隙中流动最优比例：d0/d = 8 天然无粘性土 n=0.395 D/ d0 =2.5 ?D/d = 20 有利于管涌 d0 ：孔隙直径 d：细颗粒直径 D：粗颗粒直径 土体的排列方式决定着D / d0 的值： 当排列疏松时， D / d0 减小， D/d 减小，有利于渗透变形 当排列密实时， D / d0 增大， D/d 增大，不利于渗透变形 2.细颗粒的含量 对Cu5,切确实某一粒组时，用细颗粒含量?来判别砾土的渗透变形型式： ?35% 流土 ?25% 管涌 ?=25%~35% 流土或管涌，取决于砾土的密实度及细颗粒的组成 中等以上密实度、不均匀系数较小的细粒土，发生流土。 细颗粒成分中粘粒含量增加，可增大土的凝聚力，土的 抗渗强度增加，不易 发生渗透变形。 3.土的级配特征：不均匀系数Cu=d60/d10 Cu10 流土 Cu20 管涌 Cu＝10-20 流土或管涌 4.接触冲刷的判别： 双层地基下列条件不发生接触冲刷 D10 D10 两层土Cu 5.接触流失的判别：P216 Cu Cu =10 =10