工程地质学基础 第六章 渗透变形工程地质研究ppt课件

1、一、概念浸透变形：岩土体在地下水浸透力动水压力的作用下，部分颗粒或整体发生挪动，引起岩土体的变形和破坏的作用和景象。表现为鼓胀、浮动、断裂、泉眼、沙浮、土体翻动等。 二、浸透变形的类型：1.管涌：在渗流作用下，细颗粒沿土体骨架中的孔道发生挪动带走的景象，又称潜蚀。根据浸透方向与重力方向的关系： 垂直管涌： 程度管涌：第六章 浸透变形工程地质研讨第一节 概 述2.流土：在浸透作用下，土体中的颗粒群或团块同时发生挪动的景象。常发生于均质砂土层和亚砂土层中。第二节 浸透变形产生的条件一、渗流的动水压力及临界水力梯度 流入：pA= h1 wg dw 流出：pB= h2 wg dw 浸透压力：dP=pA

2、-pB=dww dh g动水压力D：单位体积土层所受的浸透压力dwdlgdFdwdlgdWIgdldhgdldwdPDsat水下分量dQ=dW-dF=(sat- ) gdl dw = gdl dw当dp=dQ时，单元体处于临界悬浮形状，即将发生流土。此时渗流的水力梯度为临界水力梯度Icr 土的抗渗强度。dw dh g= gdl dw dh/dl= / Icr=dh/dl= / Icr= =(s-1)(1-n) 太沙基公式土粒越密实， n越小， Icr越大，土体越不容易发生浸透变形。土的侧压力系数式中：我国水利部门：扎马林：gc)tg1 (Icrn5 . 0)n1)(1(Icr21,s管涌的Ic

3、r的求取较为复杂，经过实验测定。二、土体性质与浸透变形类型土体构造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 = 8d0 ：孔隙直径d：细颗粒直径D：粗颗粒直径天然无粘性土 n=0.395 D/ d0 =2.5D/d = 20 有利于管涌土体的陈列方式决议着D / d0 的值：当陈列疏松时， D / d0 减小， D/d减小，有利于浸透变形当陈列密实时， D / d0 增大， D/d增大，不利于浸透变形 2.细颗粒的含量用细颗粒含量来判别双峰型砾土的浸透变形型式：35% 流土25% 管涌=25%35% 流土或管涌，取决于砾土的密

4、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添加，可增大土的凝聚力，土的抗渗强度添加，不易发生浸透变形。3.土的级配特征：不均匀系数Cu=d60/d10Cu20 管涌Cu:1020 流土或管涌3 地层组合关系：单一型：多位于河流的上游，普通为砂卵砾石层，普通发生管涌，随着细粒成分的增多，能够流土。双层型：主要思索表层粘性土的性质、厚度、完好程度多层型：除思索表层粘性土层外，还思索砂层透镜体或粘性土层透镜体或相变等呵斥水力梯度的突变等缘由4 地形地貌条件沟谷切割等改动了渗流的补给、渗流的长度、出口条件等5 工程要素施工等破坏了表层具有防渗作用的弱透水层。

5、第三节 浸透变形的预测一、预测步骤 1.根据土体类型和性质，断定能否容易发生浸透变形及变形的类型 2.确定土体中各点的实践水力梯度 3.确定相对于该土体的临界水力梯度和允许水力梯度 4.断定浸透变形的能够性及其范围二、浸透变形类型确实定 1.粗细颗粒比例 2.细粒物质含量 3. 土的级配 三、实践水力梯度确实定 常用方法有： 水力学方法：计算及图解 模型模拟法数 值计算法实际计算法：的测压水位为上、下游坝脚处下层、式中：水平逸平43432121121HHb2HHITTKKb2T2HHI四、临界水力梯度与允许水力梯度确实定允许水力梯度：1mmIIcr允m与地质条件和工程重要性有关：普通砂土：m1.53.0粘性土：m2.54.0五、浸透变形能够性断定I实I允 发生浸透变形I实I允 不发生浸透变形4 浸透变形的防治一、防治原那么1.改动渗流的水动力条件，减少动水压力即