土力學-知識單元二(土的滲透性及滲流)

1、主講人：徐亞利主講人：徐亞利土力學土力學之知識單元二之知識單元二土的滲透性和滲流問題土的滲透性和滲流問題知識點一：土的滲透性與滲透規(guī)律知識點一：土的滲透性與滲透規(guī)律 知識點二：滲透破壞及控制知識點二：滲透破壞及控制知識單元二：土的滲透性和滲流知識單元二：土的滲透性和滲流仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水知識單元二知識單元二 土的滲透性和滲流問題土的滲透性和滲流問題土體中的滲流土體中的滲流土顆粒土顆粒土中水土中水滲流滲流n 土是一種碎散的多孔介質，土是一種碎散的多孔介質，其孔隙在空間互相連通。當其孔隙在空間互相連通。當飽和土中的兩點存在能量差飽和土中的兩點存在能量差時，水就在土的孔隙中從能時，水

2、就在土的孔隙中從能量高的點向能量低的點流動量高的點向能量低的點流動F 水在土體孔隙中流動的現象稱為水在土體孔隙中流動的現象稱為滲流滲流F 土具有被水等液體透過的性質稱為土的土具有被水等液體透過的性質稱為土的滲透性滲透性仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水透水層透水層不透水層不透水層土石壩壩基壩身滲流土石壩壩基壩身滲流防滲體防滲體壩體壩體浸潤線浸潤線滲流問題：滲流問題：1. 滲流量？滲流量？2. 滲透破壞？滲透破壞？3. 滲透力？滲透力？知識單元二知識單元二 土的滲透性和滲流問題土的滲透性和滲流問題仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水板樁圍護下的基坑滲流板樁圍護下的基坑滲流滲流問題：滲流問題：1.

3、滲流量？滲流量？2. 滲透破壞？滲透破壞？3. 滲水壓力？滲水壓力？透水層透水層不透水層不透水層基坑基坑板樁墻板樁墻知識單元二知識單元二 土的滲透性和滲流問題土的滲透性和滲流問題仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水滲流問題：滲流問題：1. 滲流量滲流量Q？2. 降水深度？降水深度？透水層透水層不透水層不透水層天然水面天然水面水井滲流水井滲流漏斗狀潛水面漏斗狀潛水面Q知識單元二知識單元二 土的滲透性和滲流問題土的滲透性和滲流問題仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水降雨入滲引起的滑坡降雨入滲引起的滑坡滲流問題：滲流問題：1. 滲透力？滲透力？2. 入滲過程？入滲過程？知識單元二知識單元二 土的滲透性和

4、滲流問題土的滲透性和滲流問題仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水 滲流量滲流量 揚壓力揚壓力 滲水壓力滲水壓力 滲透破壞滲透破壞 滲流速度滲流速度 滲水面位置滲水面位置擋水建筑物擋水建筑物 集水建筑物集水建筑物 引水結構物引水結構物 基礎工程基礎工程地下工程地下工程邊坡工程邊坡工程滲透特性變形特性強度特性土的滲透特性土的滲透特性知識單元二知識單元二 土的滲透性和滲流問題土的滲透性和滲流問題仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律F水頭與水力坡降水頭與水力坡降F土的滲透試驗與土的滲透試驗與達西定律達西定律F滲透系數的測定滲透系數的測定及影響因素及

5、影響因素F層狀地基的等效層狀地基的等效滲透系數滲透系數土的滲透性與滲透規(guī)律土的滲透性與滲透規(guī)律滲流的驅動能量滲流的驅動能量反映滲流特點的定律反映滲流特點的定律土的滲透性土的滲透性地基的滲透系數地基的滲透系數仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水n 位置水頭：位置水頭：到基準面的豎直距離，到基準面的豎直距離，代表單位重量的液體從基準面算起代表單位重量的液體從基準面算起所具有的位置勢能所具有的位置勢能n 壓力水頭：壓力水頭：水壓力所能引起的自由水壓力所能引起的自由水面的升高，表示單位重量液體所水面的升高，表示單位重量液體所具有的壓力勢能具有的壓力勢能n 測管水頭：測管水頭：測管水面到基準面的垂測管水面

6、到基準面的垂直距離，等于位置水頭和壓力水頭直距離，等于位置水頭和壓力水頭之和，表示單位重量液體的總勢能之和，表示單位重量液體的總勢能n 在靜止液體中各點的測管水頭相等在靜止液體中各點的測管水頭相等位置、壓力和測管水頭位置、壓力和測管水頭zA00ABu0pawAu zBwBu 基準面基準面靜水靜水知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水水流動的驅動力水流動的驅動力水往低處流水往低處流水往高處水往高處“跑跑”速度速度v壓力壓力u位置：位置：使水流從位置勢能使水流從位置勢能高處流向位置勢能低處高處流向位置勢能低處流速：流速：水具有的動能水具有的動能

7、壓力：壓力：水所具有的壓力勢能水所具有的壓力勢能也可使水流發(fā)生流動也可使水流發(fā)生流動知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水n 位置勢能：位置勢能：mgzwumg n 壓力勢能：壓力勢能：00基準面基準面質量質量 m壓力壓力 u流速流速 vzwu n 動能：動能：2mv212wmv21umgmgzE n 總能量：總能量：2gvuzh2w 稱為總水頭，是水流動稱為總水頭，是水流動的驅動力的驅動力n 單位重量水流的能量：單位重量水流的能量：水流動的驅動力水流動的驅動力 - 水頭水頭知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山

8、仁者樂山 智者樂水智者樂水ABLhAzAwAu 基準面基準面g2vuzh2w wuzh n 總水頭：總水頭：單位重量水體所具有的能量單位重量水體所具有的能量 位置水頭位置水頭Z Z：水體的位置勢能（任選基準面）：水體的位置勢能（任選基準面） 壓力水頭壓力水頭u/ w：水體的壓力勢能（：水體的壓力勢能（u孔隙水壓力）孔隙水壓力） 流速水頭流速水頭V2/(2g)：水體的動能（對滲流多處于層流：水體的動能（對滲流多處于層流0）n 滲流的總水頭：滲流的總水頭：滲流問題的水頭滲流問題的水頭也稱也稱測管水頭測管水頭，是滲流的，是滲流的總驅動能，滲流總是從水總驅動能，滲流總是從水頭高處流向水頭低處頭高處流向

9、水頭低處知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水wBBBuzh A A點總水頭：點總水頭：水力坡降水力坡降ABLhAhBzAwAu wBu zBh h基準面基準面水力坡降線水力坡降線wAAAuzh B B點總水頭：點總水頭： 二點總水頭差：反映了二點總水頭差：反映了兩點間水流由于摩阻力兩點間水流由于摩阻力造成的能量損失造成的能量損失BAhhh 水力坡降水力坡降 i：單位滲流長度上的水頭損失：單位滲流長度上的水頭損失Lhi 知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水達西滲透試驗達西滲透試驗LAh

10、1h2QQ透水石1856 年達西年達西(Darcy)在研究城在研究城市供水問題時進行的滲流試驗市供水問題時進行的滲流試驗LhAQ或：或：iAkQ 其中，其中，A是試樣的斷面積是試樣的斷面積知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水ikAQv達西定律達西定律n 達西定律：達西定律：在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度在層流狀態(tài)的滲流中，滲透速度v與水力坡降與水力坡降i的一次方成正比，并與土的性質有關的一次方成正比，并與土的性質有關n 滲透系數滲透系數k: 反映土的透水性能的比例系數，其物理意義為反映土的透水性能的比例系數，其物理意義為水力坡降水力坡降i1

11、時的滲流速度，單位：時的滲流速度，單位： cm/s, m/s, m/dayn 滲透速度滲透速度v：土體試樣全斷面的平均滲流速度，也稱假想土體試樣全斷面的平均滲流速度，也稱假想滲流速度滲流速度nvvvs其中，其中，V Vs s為實際平均流速，孔隙斷面的平均流速為實際平均流速，孔隙斷面的平均流速知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水達西定律的適用范圍達西定律的適用范圍n 適用條件：層流（線性流動）適用條件：層流（線性流動） 巖土工程中的絕大多數滲巖土工程中的絕大多數滲流問題，包括砂土或一般流問題，包括砂土或一般粘土，均屬層流范圍粘土，均屬層流范

12、圍 在粗粒土孔隙中，水流形在粗粒土孔隙中，水流形態(tài)可能會隨流速增大呈紊態(tài)可能會隨流速增大呈紊流狀態(tài)，滲流不再服從達流狀態(tài)，滲流不再服從達西定律?？捎美字Z數進行西定律?？捎美字Z數進行判斷判斷 ：0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5達西定律達西定律適用范圍適用范圍2.01.51.00.50水力坡降水力坡降流速流速 (m/h)礫石礫石粗砂粗砂中砂中砂細砂細砂極細砂極細砂h10dvReRe5時層流時層流Re 200時紊流時紊流200 Re 5時為過渡區(qū)時為過渡區(qū) 知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水滲透系數的測定方法滲透系數的測定方法 常水

13、頭試驗法常水頭試驗法 變水頭試驗法變水頭試驗法 井孔抽水試驗井孔抽水試驗 井孔注水試驗井孔注水試驗F 室內試驗方法室內試驗方法F 野外試驗方法野外試驗方法知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水室內試驗方法室內試驗方法- -常水頭試驗法常水頭試驗法n 試驗條件試驗條件: : h，A，L=constn 量測變量量測變量: 體積體積V，tn 適用土類：透水性較大的砂性土適用土類：透水性較大的砂性土i=h/LV=Qt=vAtv=kihtAVLk hL土樣土樣AVQ知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智

14、者樂水室內試驗方法室內試驗方法- -變水頭試驗法變水頭試驗法n 試驗條件試驗條件: :h變化變化 A，a，L=constn 量測變量量測變量: h，tn 適用土類：透水性較小適用土類：透水性較小 的粘性土的粘性土土樣土樣At=t1h1t=t2h2LQ水頭水頭測管測管開關開關a知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水土樣土樣At=t1t=t2h1h2LQ水頭水頭測管測管開關開關在在tt+dt時段內：時段內： 入流量入流量： dVe= - adh 出流量：出流量： dVo=kiAdt=k (h/L)Adt 連續(xù)性條件：連續(xù)性條件：dVe=dVo

15、-adh =k (h/L)AdthdhkAaLdt21hht0hdhkAaLdt21hhkAaLtlnhdhtt+dt室內試驗方法室內試驗方法- -變水頭試驗法變水頭試驗法21hhAtaLkln選擇幾組量測結果選擇幾組量測結果 ，計算相應的，計算相應的k，取平均值，取平均值知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水室內試驗方法室內試驗方法小結小結常水頭試驗常水頭試驗變水頭試驗變水頭試驗條件條件已知已知測定測定公式公式取值取值h=consth變化變化h，A，LV，t重復試驗后，取均值重復試驗后，取均值a，A，Lh，t21hhlnAtaLk htA

16、VLk 不同時段試驗，取均值不同時段試驗，取均值適用適用粗粒土粗粒土粘性土粘性土知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水現場測定法抽水試驗現場測定法抽水試驗抽水量抽水量Q Qr1r2h1h2井井不透水層不透水層n 試驗條件試驗條件: : Q=constn 量測變量量測變量: r=r1，h1=？ r=r2，h2=？ 優(yōu)點：可獲得現場較為可靠的平均滲透系數優(yōu)點：可獲得現場較為可靠的平均滲透系數 缺點：費用較高，耗時較長缺點：費用較高，耗時較長觀察井觀察井知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水2

17、12212hhrrQk)/ln()(ln212212hhkrrQA=2 rhi=dh/drdrdhkrh2AkiQkhdh2rdrQn 計算公式：計算公式：r抽水量抽水量Q Qr1r2h1h2井井不透水層不透水層dhdrh地下水位地下水位測壓管水面測壓管水面現場測定法抽水試驗現場測定法抽水試驗知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水n 是土中孔隙直徑大小的主要影是土中孔隙直徑大小的主要影響因素響因素n 因由粗顆粒形成的大孔隙可被因由粗顆粒形成的大孔隙可被細顆粒充填，故土體孔隙的大細顆粒充填，故土體孔隙的大小一般由細顆粒所控制。因此，小一般由細

18、顆粒所控制。因此，土的滲透系數常用有效粒徑土的滲透系數常用有效粒徑d10來表示，如哈臣公式：來表示，如哈臣公式：210dck 土的性質土的性質 水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 礦物成分礦物成分 結構結構滲透系數的影響因素 知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水n 是單位土體中孔隙體積的直接是單位土體中孔隙體積的直接度量度量n 對于砂性土，常建立孔隙比對于砂性土，常建立孔隙比e與滲透系數與滲透系數k之間的關系，如：之間的關系，如：)e1e(fk)e1e(fk)e(fk322滲透系數的影響因素 土的性質土的性質 水

19、的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 礦物成分礦物成分 結構結構知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水n 對粘性土，影響顆粒的表面力對粘性土，影響顆粒的表面力n 不同粘土礦物之間滲透系數相差不同粘土礦物之間滲透系數相差極大，其滲透性大小的次序為高極大，其滲透性大小的次序為高嶺石嶺石伊里石伊里石蒙脫石蒙脫石 ；當粘土；當粘土中含有可交換的鈉離子越多時，中含有可交換的鈉離子越多時，其滲透性將越低其滲透性將越低n 塑性指數塑性指數Ip綜合反映土的顆粒大綜合反映土的顆粒大小和礦物成份，常是滲透系數的小和礦物成份，常是滲透系數的

20、參數參數滲透系數的影響因素 土的性質土的性質 水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 礦物成分礦物成分 結構結構知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水n 影響孔隙系統(tǒng)的構成和方向性，影響孔隙系統(tǒng)的構成和方向性，對粘性土影響更大對粘性土影響更大n 在宏觀構造上，天然沉積層狀在宏觀構造上，天然沉積層狀粘性土層，扁平狀粘土顆粒常粘性土層，扁平狀粘土顆粒常呈水平排列，常使得呈水平排列，常使得k水平水平k k垂直垂直n 在微觀結構上，當孔隙比相同在微觀結構上，當孔隙比相同時，凝聚結構將比分散結構具時，凝聚結構將比分散結構具有更大

21、的透水性有更大的透水性滲透系數的影響因素 土的性質土的性質 水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 礦物成分礦物成分 結構結構知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水飽和曲線飽和曲線含水量含水量 wWop干容重干容重 d max 1含水量含水量 w滲透系數滲透系數 k絮狀結構絮狀結構 分散結構分散結構滲透系數的影響因素 土的性質土的性質 水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 礦物成分礦物成分 結構結構知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水滲透系

22、數的影響因素 n 水的動力粘滯系數：水的動力粘滯系數： 溫度溫度 ，水粘滯性，水粘滯性 ，k n 飽和度（含氣量）：封閉氣飽和度（含氣量）：封閉氣泡對泡對k影響很大，可減少有效影響很大，可減少有效滲透面積，還可以堵塞孔隙滲透面積，還可以堵塞孔隙的通道的通道 土的性質土的性質 水的性質水的性質 粒徑大小及級配粒徑大小及級配 孔隙比孔隙比 礦物成分礦物成分 結構結構知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水層狀地基的等效滲透系數層狀地基的等效滲透系數等效滲透系數等效滲透系數 確立各層土的確立各層土的ki 根據滲流方向確定等效滲流系數根據滲流方向確定

23、等效滲流系數天然土層多呈層狀天然土層多呈層狀多個土層用假想單一土層置換，多個土層用假想單一土層置換，使得其總體的透水性不變使得其總體的透水性不變知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水hH1H2H3Hk1k2k3xzq1xq3xq2x1122不透水層不透水層等效滲透系數等效滲透系數: : iixHkH1kkxn 已知條件已知條件: :LhiiiixxqqiHHqx=vxH=kx i Hqix=ki ii Hin 達西定律達西定律: :n 等效條件等效條件: :層狀地基的水平等效滲透系數層狀地基的水平等效滲透系數知識點一知識點一 土的滲流性與滲

24、透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水層狀地基的垂直等效滲透系數層狀地基的垂直等效滲透系數 iizkHHkH1H2H3Hhk1k2k3xzv承壓水承壓水kzvviihhiHHvi = ki (hi / Hi )iiiikHvh zkvHh iiiizkHvhhkvHn 已知條件已知條件: :n 達西定律達西定律: :n 等效條件等效條件: :v = kz (h / H )等效滲透系數等效滲透系數: :知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水n 算例說明算例說明 daym100km01Hdaym1km01Hdaym010k

25、m01H332211/,./,./.,.按層厚加權平均，由較大值控制按層厚加權平均，由較大值控制層厚倒數加權平均，由較小值控制層厚倒數加權平均，由較小值控制daym6733HHkkiix/.daym030kHHkiiz/.層狀地基的等效滲透系數層狀地基的等效滲透系數H1H2H3Hk1k2k3xz知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水層狀地基的等效滲透系數層狀地基的等效滲透系數水平滲流情形水平滲流情形垂直滲流情形垂直滲流情形條件條件已知已知等效等效公式公式LhiiHHqqiii;.;,121kHHiHkqxiixHkH1kii21HHhhvv

26、v;.,.;,2121kkHHHhkikvzziizkHHk知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水小小 結結n 水頭與水力坡降水頭與水力坡降n 滲透試驗與達西滲透試驗與達西定律定律n 滲透系數的測定滲透系數的測定及影響因素及影響因素n 層狀地基的等效層狀地基的等效滲透系數滲透系數 總水頭總水頭=位置水頭位置水頭+壓力水頭壓力水頭 水頭是滲流的驅動力水頭是滲流的驅動力 達西定律達西定律 滲透系數、滲透速度滲透系數、滲透速度 達西定律的適用條件達西定律的適用條件 常水頭試驗常水頭試驗 變水頭試驗變水頭試驗 抽水試驗抽水試驗 滲透系數影響因素滲透

27、系數影響因素 水平等效滲透系數水平等效滲透系數 垂直等效滲透系數垂直等效滲透系數知識點一知識點一 土的滲流性與滲透規(guī)律土的滲流性與滲透規(guī)律仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水知識點二知識點二 滲透破壞與控制滲透破壞與控制 n土工建筑物及地基由于滲流作用而出現的變形或土工建筑物及地基由于滲流作用而出現的變形或破壞稱為滲透變形或滲透破壞。滲透變形是土工破壞稱為滲透變形或滲透破壞。滲透變形是土工建筑物發(fā)生破壞的常見類型建筑物發(fā)生破壞的常見類型n基本類型：基本類型： 管涌管涌 流土流土 接觸流土接觸流土 接觸沖刷接觸沖刷滲透變形滲透變形單一土層滲透變形單一土層滲透變形的兩種基本型式的兩種基本型式仁者樂山

28、仁者樂山 智者樂水智者樂水滲透變形滲透變形 - 流土流土n 流土：流土：在在向上向上的滲透作用下，表層局部范圍內的土體或顆的滲透作用下，表層局部范圍內的土體或顆粒群同時發(fā)生懸浮、移動的現象。任何類型的土，只要水粒群同時發(fā)生懸浮、移動的現象。任何類型的土，只要水力坡降達到一定的大小，都可發(fā)生流土破壞力坡降達到一定的大小，都可發(fā)生流土破壞粘性土粘性土k1k2砂性土砂性土k2壩體壩體滲流滲流crii e11GiscrF 原因：原因：與土的密實度有關與土的密實度有關知識點二知識點二 滲透破壞與控制滲透破壞與控制 仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水壩體壩體滲透變形滲透變形 管涌管涌F 原因原因內因：有足

29、夠多的粗顆粒形成大于細粒直徑的孔隙內因：有足夠多的粗顆粒形成大于細粒直徑的孔隙外因：滲透力足夠大外因：滲透力足夠大 n 在滲流作用下，一定級配的無粘性土中的細小顆粒，通在滲流作用下，一定級配的無粘性土中的細小顆粒，通過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動，最終在土中形成與過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動，最終在土中形成與地表貫通的管道地表貫通的管道滲流滲流過程演示過程演示1. 在滲透水流作用下，細顆在滲透水流作用下，細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中粒在粗顆粒形成的孔隙中移動流失移動流失2. 孔隙不斷擴大，滲流速孔隙不斷擴大，滲流速度不斷增加，較粗顆粒度不斷增加，較粗顆粒也相繼被水帶走也相繼被水帶走3. 形成貫

30、穿的滲流通道，形成貫穿的滲流通道，造成土體塌陷造成土體塌陷知識點二知識點二 滲透破壞與控制滲透破壞與控制 仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水流土與管涌的比較流土與管涌的比較 流土流土土體局部范圍的顆粒同時土體局部范圍的顆粒同時發(fā)生移動發(fā)生移動管涌管涌只發(fā)生在水流滲出的表層只發(fā)生在水流滲出的表層只要滲透力足夠大，只要滲透力足夠大，可發(fā)生在任何土中可發(fā)生在任何土中破壞過程短破壞過程短導致下游坡面產生局部滑動等導致下游坡面產生局部滑動等現象現象位置位置土類土類歷時歷時后果后果土體內細顆粒通過粗粒形成土體內細顆粒通過粗粒形成的孔隙通道移動的孔隙通道移動可發(fā)生于土體內部和滲流可發(fā)生于土體內部和滲流溢出處

31、溢出處一般發(fā)生在特定級配的一般發(fā)生在特定級配的無粘性土或分散性粘土無粘性土或分散性粘土破壞過程相對較長破壞過程相對較長導致結構發(fā)生塌陷或潰口導致結構發(fā)生塌陷或潰口知識點二知識點二 滲透破壞與控制滲透破壞與控制 仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水 scrFiiiFs: 安全系數安全系數1.52.0 i : 允許坡降允許坡降F i icr :土體發(fā)生流土破壞土體發(fā)生流土破壞n 工程設計：工程設計：流土可能性的判別流土可能性的判別n 在自下而上的滲流逸出處，任何土，包括粘性土和在自下而上的滲流逸出處，任何土，包括粘性土和無粘性土，只要滿足滲透坡降大于臨界水力坡降這無粘性土，只要滿足滲透坡降大于臨界水

32、力坡降這一水力條件，均要發(fā)生流土：一水力條件，均要發(fā)生流土：知識點二知識點二 滲透破壞與控制滲透破壞與控制 仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水n 土是否會發(fā)生管涌，取決于土的性質：土是否會發(fā)生管涌，取決于土的性質： 粘性土（分散性土例外）屬于非粘性土（分散性土例外）屬于非管涌土管涌土 無粘性土中發(fā)生管涌必須具備相無粘性土中發(fā)生管涌必須具備相應的應的幾何條件幾何條件和和水力條件水力條件管涌可能性的判別管涌可能性的判別知識點二知識點二 滲透破壞與控制滲透破壞與控制 仁者樂山仁者樂山 智者樂水智者樂水較均勻土較均勻土（CuCu 1010） 幾何條件幾何條件 水力條件水力條件n 無粘性土管無粘性土管涌的判別涌的判別級配級配孔隙及細粒孔隙及細粒判定判定非管涌土非管涌土粗顆粒形成的粗顆粒形成的孔隙小于細顆?？紫缎∮诩氼w粒不均不均勻土勻土（Cu10Cu10）不連續(xù)不連續(xù)連續(xù)連續(xù)d d0 0=0.25d=0.25d2020細粒含量細