第六章渗透变形..ppt

第六章是渗流变形的工程地质研究。第一部分概述了第二部分的渗流变形条件。第三部分是渗流变形预测。第四部分是渗流变形的防治。第一节概述了渗流变形的概念：渗流作用在岩石和土壤上的力，称为渗流压力或水动力压力。当这个力达到一定值时，岩土中的一些颗粒甚至整体将会移动并被渗流带走，从而导致岩土结构松动，强度下降，甚至整体被破坏。这种工程动态地质作用现象称为渗流变形或渗流破坏。(2)渗流变形的类型：管涌和流动的土壤，(1)管涌：在渗流的作用下，单个的土壤颗粒独立运动，也称为浸没侵蚀。潜水侵蚀通常发生在不平坦的砂层或河流砾石层。细颗粒从粗颗粒骨架的孔隙中渗透并带走，增加了土层的孔隙和孔隙度，降低了其强度。随着它的发展，它将呈现一种“高架结构”，甚至导致地面塌陷。潜水侵蚀包括机械侵蚀和化学侵蚀。机械底切：不溶性颗粒被渗水带走也是经常发生的事情。渗流的机械冲刷力带走了细土颗粒，而大颗粒则留在原地。化学底切：当土壤中的可溶性成分被渗透水流溶解和输送时，土壤的颗粒结构变得疏松，孔隙度增加，水流的渗透性增加。这在含有可溶性成分的土石中很常见。透水水流松散、分离，通过一系列特殊的作用过程被水携带和输送，导致土壤中孔隙通道的形成和孔隙通道向源头的不断延伸和扩展。根据渗流方向与重力方向的关系：垂直管道：渗流对土壤颗粒的向上支撑作用，使其松动、悬浮并带出地表。水平管道：细颗粒在水平方向被水流从粗颗粒框架的空隙带走的现象。流动的土壤：在渗流的作用下，一定体积的土壤同时运动。它通常出现在均质砂层和粘质粉砂层中。接触管道：当粗土层和细土层叠放在一起时，在接触面上出现的管道。2、渗流变形实例现象，渗流变形，一般发生在无粘性土和淤泥中。1坝：管涌甚至流土坝坝基坝体，2基坑：开挖-流土(流沙)基坑面截水沟排水基坑排水，2渗流变形条件，1。渗流变形的动力动水压力当动水压力达到岩土抗渗强度(岩土抵抗渗流水作用的能力)时，导致渗流变形。I .流体动压和临界渗透水力梯度。渗透压：dP=dwwdhg流体动压(d):每单位体积土壤层的渗透压。水下土壤重量：dq=dw-df=(sat-) gdldw= gdldw当dP=dQ时，土壤颗粒处于平衡状态。当dp=dQ时，单位土壤处于悬浮状态，出现流动土壤。此时，渗流的水力梯度为临界水力梯度Icr。有：ICR=DH/DL=/，ICR=(S-1) (1-n).太沙基公式这是计算松散砂土产生流动土的临界水力梯度的通用公式。从上述公式可以看出，土壤颗粒越密，n越小，Icr越大，土壤越不可能发生渗透变形。管道Icr的计算更加复杂。通过测试和测定，2。土壤结构特征抗渗强度土壤的抗渗强度取决于其自身的结构，这制约着发生渗透变形的土壤的结构特征，包括土壤中粗细颗粒的直径比、细颗粒的含量和土壤的级配特征、颗粒的形状和排列等因素。(1)仅当土壤中细颗粒的粒径D小于骨架孔径时，粗颗粒与细颗粒的直径比土壤的排列决定了D/d0的值：当排列松散时，D/d0减小，D/d减小。当排列紧密时，D/d0增大，D/d增大，渗流变形不明显。2.微粒的含量。实验数据证实，当细颗粒含量达到20%-30%时，产生渗流变形所需的水力梯度急剧增加。在实验的基础上，水利水电科学