渗透变形工程地质研究.ppt

渗透变形的类型及产生条件 PPT制作 演讲 地下水在渗流过程中对岩土体作用的力 称渗透力或动水压力 当此力达到一定值时 岩土中一些颗粒 甚至整体就发生移动 从而引起岩土体的变形和破坏 这种作用或现象 称之为渗透变形或渗透破坏 由此产生的工程地质问题 就是渗透稳定性问题 第一节概述 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 二 渗透变形的类型 二 渗透变形的类型 二 渗透变形的类型 2 流土 在渗透作用下 一定体积的土体同时发生移动的现象 常发生于均质砂土层和亚砂土层中潜蚀和流土是可以转化的 潜蚀的发展演化 往往可以转化为流土 三渗透变形产生的条件一 渗流的动水压力及临界水力梯度 当地下水在松散土体的孔隙中渗流时 土颗粒与水流围绕接触 图7 4 由于水流流线之间以及水流与土粒接触面上摩擦脚阻力的作用 使得水流产生水头损失 图7 5 因而渗流的水压力下降 此时每一个土颗粒在水头差作用下 承受了来自水流的渗透力 第二节渗透变形产生的条件 一 渗流的动水压力及临界水力梯度流入 pA h1 wgdw流出 pB h2 wgdw渗透压力 dP pA pB dw w dh g 水下重量dQ dW dF sat g dl dw g dl dw 动水压力 D 单位体积土层所受的渗透压力 当dp dQ时 单元体处于临界悬浮状态 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 则有 dw dh g g dl dwdh 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 土体越不容易发生渗透变形 管涌的Icr的求取较为复杂 通过试验测定 二 土体结构特征 抗渗强度 2 细颗粒的含量用细颗粒含量 来判别双峰型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 细颗粒的不均匀系数较小的砾土 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 d10Cu20管涌砾质土Cu 10 20流土或管涌 1 地层组合关系 单一型 双层型 多层型 单一型 多位于河流的上游 一般为砂卵 砾 石层 一般发生管涌 随着细粒成分的增多 可能流土 双层型 主要考虑表层粘性土的性质 厚度 完整程度多层型 除考虑表层粘性土层外 还考虑砂层透镜体或粘性土层透镜体或相变等造成水力梯度的突变等原因 2 地形地貌条件沟谷切割等改变了渗流的补给 渗流的长度 出口条件等 三 宏观地质因素 四 工程因素 施工等破坏了表层具有防渗作用的弱透水层