土力学与地基基础教学课件作者李东侠项目1.ppt

表 1-1 返回 表 1-2 返回 表 1-3 返回 表 1-4 返回 表 1-5 返回 表 1-6 返回 表 1-7 返回 表 1-8 返回 表 1-9 返回 表 1-10 返回 表 1-11 返回 表 1-12 返回 表 1-13 返回 表 1-14 返回 表 1-16 返回 表 1-17 返回 表 1-18 返回 表 1-19 返回 表 1-20 返回 表 1-21 返回 表 1-22 返回 * 1.6　土的渗透性 由于自然界中土的沉积条件复杂，渗透系数k值相差很大，因此渗透系数难以用理论计算求得，只能通过试验来测定。 渗透系数测定方法可分为室内渗透试验和现场渗透试验两大类。室内渗透试验的仪器种类和试验方法较多，按试验原理可划分为常水头试验法和变水头试验法两种。 1.常水头试验法 常水头试验法适用于透水性较强的粗粒土。常水头试验法是指在整个试验过程中，水头差h保持不变，其试验装置如图1-15所示。 上一页 下一页 返回 1.6　土的渗透性 2.变水头试验法 由于细粒土的渗透性很小，在短时间内流经土样的水量少，若采用常水头试验法，难以准确测定其渗透系数，因此细粒土常采用变水头试验法测定渗透系数。变水头试验就是在试验过程中，渗透水头随时间而变化的一种试验方法。其试验装置如图1-16所示。 关于渗透试验的具体操作方法见《铁路工程土工试验规程》(TB 10102 2010)。各种土的渗透系数参考值见表1-9。 (二)渗透系数的影响因素 渗透系数表明水在土中流动的难易程度，影响其大小的因素比较多，主要有土的颗粒级配、孔隙比、孔隙中气体和水温等因素。 上一页 下一页 返回 1.6　土的渗透性 三、渗透力 水在渗流过程中将受到土粒的阻力，同时水对土粒也就产生一种反作用力。这种由于水的渗流作用对土粒产生的力，称为渗透力。 如图1-17所示，在渗流土体中沿渗流方向取出一个土柱体来研究，土柱长度为L ,横截面面积为A。 四、土的渗透变形 (一)渗透变形的基本形式 水流沿着土的孔隙发生渗透时，由于水流对土的骨架作用力常造成土的失稳破坏，这种破坏称为渗透破坏，又称渗透变形。渗透变形是当渗透水力坡降达到一定值后才可能发生的。 上一页 下一页 返回 1.6　土的渗透性 土体开始发生渗透变形时的水力坡降称为临界水力坡降ir，它表示土抵抗渗透变形的能力。临界水力坡降是评价土体渗透稳定的重要参数。对重要工程，应尽可能结合实际条件通过试验确定。 大量的研究和实践证明，单一土层的渗透变形通常有流土和管涌两种基本形式。 1.流土 在向上的渗透水流作用下，当渗透力等于或大于土的浮重度时，表层土局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮、移动的现象，称为流土。任何类型的土，只要水力坡降达到一定的值，都会发生流土破坏。流土发生于渗流逸出处的土体表面而不是发生于土体内部。 上一页 下一页 返回 1.6　土的渗透性 开挖渠道或基坑时常遇到的流砂现象即属于流土类型。流砂往往发生在细砂、粉砂及钻砂土和淤泥质土中，而颗粒较粗(如中砂、粗砂等)及粘性较大的土(如钻土)则不易发生流砂现象。 实践表明，流土常发生在下游路堤渗流逸出处无保护的情况下。 图1-18所示为一座建筑在双层地基上的路堤 2.管涌 在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，直至流失;随着土的孔隙不断扩大，渗透流速不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，如 图1-19所示，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。 上一页 下一页 返回 1.6　土的渗透性 (二)渗透破坏类型的判别 土的渗透变形的发生和发展过程有其内因和外因。内因是土的颗粒组成和结构，即常说的几何条件;外因是水力条件，即作用于土体渗透力的大小。 1.流土可能性的判别 2.管涌可能性的判别 我国学者在对级配连续与级配不连续的土进行了理论分析与试验研究的基础上，提出了管涌土的破坏坡降与允许坡降的范围值，如表1-10所示。 上一页 下一页 返回 1.6　土的渗透性 (三)渗透变形的防治措施 防治流土的关键在于控制逸出处的水力坡降，为了保证实际的逸出坡降不超过允许坡降，水利工程中常采取下列工程措施: (1)上游做垂直防渗帷幕，如混凝土防渗墙、板桩或灌浆帷幕等。 (2)上游做水平防渗铺盖，以延长渗流途径、降低下游的逸出坡降。 (3)下游挖减压沟或打减压井，贯穿渗透性小的粘性土层，以降低作用在粘性土层底面的渗透压力。 (4)下游加透水盖，以防止土体被渗透力所悬浮。 上述几种工程措施往往是联合使用的，具体设计可根