1、 滲透變形的類(lèi)型及產(chǎn)生條件PPT制作：演講:地下水在滲流過(guò)程中對(duì)巖土體作用的力，稱滲透力滲透力或動(dòng)動(dòng)水壓力水壓力。當(dāng)此力達(dá)到一定值時(shí)，巖土中一些顆粒、甚至整體就發(fā)生移動(dòng)，從而引起巖土體的變形和破壞。這種作用或現(xiàn)象，稱之為滲透變形滲透變形或滲透破壞滲透破壞。由此產(chǎn)生的工程地質(zhì)問(wèn)題，就是滲透穩(wěn)定性問(wèn)題滲透穩(wěn)定性問(wèn)題。 第一節(jié) 概述 2003年7月1日凌晨4時(shí)，正在施工中的上海軌道交通4號(hào)線（浦東南路至南浦大橋）區(qū)間隧道浦西聯(lián)絡(luò)通道發(fā)生滲水，隨后大量流沙涌入，引起地面大幅沉降。上午9時(shí)左右，地面建筑物中山南路847號(hào)一幢八層樓房發(fā)生傾斜，其裙房部分倒塌。由于報(bào)警及時(shí)，所有人員提前撤出，無(wú)人員傷亡。

2、二二、滲透變形的類(lèi)型、滲透變形的類(lèi)型 1.管涌：在滲流作用下，單個(gè)顆粒發(fā)生獨(dú)立移動(dòng)的現(xiàn)象，又稱為潛蝕。 根據(jù)滲透方向與重力方向的關(guān)系： 垂直管涌 水平管涌二、滲透變形的類(lèi)型二、滲透變形的類(lèi)型接觸管涌接觸管涌：當(dāng)粗細(xì)粒土相互疊置時(shí)，接觸面上發(fā)生的管涌。 按滲流方向與土層接觸面的關(guān)系： 垂直接觸管涌垂直接觸管涌：在垂直于土層接觸面的滲流作用下，細(xì)粒 土層的單個(gè)顆粒向粗粒土層孔隙移動(dòng)的現(xiàn)象。 平行接觸管涌平行接觸管涌：在平行于粗、細(xì)粒土層接觸面的滲流作用 下，由于粗粒土層的滲透速度較細(xì)粒土層大 得多，而使接觸面附近的細(xì)粒土層中的顆粒 被攜走的現(xiàn)象。 二二、滲透變形的類(lèi)型、滲透變形的類(lèi)型2、流土：在滲

3、透作用下，一定體積的土體同時(shí)發(fā)流土：在滲透作用下，一定體積的土體同時(shí)發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)象。常發(fā)生于均質(zhì)砂土層和亞砂土層中生移動(dòng)的現(xiàn)象。常發(fā)生于均質(zhì)砂土層和亞砂土層中 潛蝕和流土是可以轉(zhuǎn)化的，潛蝕的發(fā)展演化，潛蝕和流土是可以轉(zhuǎn)化的，潛蝕的發(fā)展演化，往往可以轉(zhuǎn)化為流土往往可以轉(zhuǎn)化為流土一、滲流的動(dòng)水壓力及臨界水力梯度一、滲流的動(dòng)水壓力及臨界水力梯度 當(dāng)?shù)叵滤谒缮⑼馏w的孔隙中滲流時(shí)，土顆粒與水流圍繞接當(dāng)?shù)叵滤谒缮⑼馏w的孔隙中滲流時(shí)，土顆粒與水流圍繞接觸觸(圖圖74)。由于水流流線之間以及水流與土粒接觸面上摩擦腳。由于水流流線之間以及水流與土粒接觸面上摩擦腳阻力的作用，使得水流產(chǎn)生水頭損失阻力的作用，使

4、得水流產(chǎn)生水頭損失(圖圖75)，因而滲流的水壓，因而滲流的水壓力下降。此時(shí)每一個(gè)土顆粒在水頭差作用下，承受了來(lái)自水流的力下降。此時(shí)每一個(gè)土顆粒在水頭差作用下，承受了來(lái)自水流的滲透力。滲透力。 第二節(jié)第二節(jié) 滲透變形產(chǎn)生的條件滲透變形產(chǎn)生的條件( (一一) )、滲流的動(dòng)水壓力及臨界水力梯度、滲流的動(dòng)水壓力及臨界水力梯度流入：pA= h1 wg dw 流出：pB= h2 wg dw 滲透壓力：dP=pA-pB=dww dh g dwdlgdFdwdlgdWIgdldhgdldwdPDsat水下重量水下重量dQ=dW-dF=(dQ=dW-dF=( satsat- - ) ) g gdldl d dw

5、 =w = g gdldl d dw w動(dòng)水壓力（D）：?jiǎn)挝惑w積土層所受的滲透壓力當(dāng)當(dāng)dp=dQdp=dQ時(shí)，單元體處于臨界懸浮狀態(tài)，即將發(fā)生流土。時(shí)，單元體處于臨界懸浮狀態(tài)，即將發(fā)生流土。此時(shí)滲流的水力梯度為此時(shí)滲流的水力梯度為臨界水力梯度臨界水力梯度IcrIcr 土的抗?jié)B土的抗?jié)B強(qiáng)度。強(qiáng)度。則有：則有： d dw w dh dh g= g= g gdldl d dw w dh/dl= dh/dl= / / Icr=dh/dl= Icr=dh/dl= / / Icr= Icr= =( =( s s-1)(1-n)-1)(1-n) 太沙基公式太沙基公式土粒越密實(shí)，土粒越密實(shí)， n n 越小，越

6、小， Icr Icr 越大，土體越不容越大，土體越不容易發(fā)生滲透變形。易發(fā)生滲透變形。土的側(cè)壓力系數(shù)式中：我國(guó)水利部門(mén)：扎馬林：gctgIcrnn(Icrs)1 (5 . 0)1)(121,管涌的管涌的IcrIcr的求取較為復(fù)雜，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定。的求取較為復(fù)雜，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定。土體結(jié)構(gòu)包括了土中粗細(xì)顆粒直徑比例、細(xì)粒物質(zhì)土體結(jié)構(gòu)包括了土中粗細(xì)顆粒直徑比例、細(xì)粒物質(zhì)含量、土的級(jí)配等。含量、土的級(jí)配等。1、粗細(xì)顆粒直徑比例粗細(xì)顆粒直徑比例 最優(yōu)比例：最優(yōu)比例：d0/d=8d0 ：孔隙直徑：孔隙直徑 d：細(xì)顆粒直徑：細(xì)顆粒直徑 D：粗顆粒直徑：粗顆粒直徑天然無(wú)粘性土天然無(wú)粘性土 n=0.395 D/ d

7、0 =2.5 D/d=20 有利于管涌有利于管涌土體的排列方式?jīng)Q定著土體的排列方式?jīng)Q定著D / d0 的值：的值： 當(dāng)排列疏松時(shí)，當(dāng)排列疏松時(shí)， D / d0 減小，減小， D/d減小，滲透變形廣泛減小，滲透變形廣泛 當(dāng)排列密實(shí)時(shí)，當(dāng)排列密實(shí)時(shí)， D / d0 增大，增大， D/d增大，滲透變形不廣泛增大，滲透變形不廣泛( (二二) )、土體結(jié)構(gòu)特征抗?jié)B強(qiáng)度、土體結(jié)構(gòu)特征抗?jié)B強(qiáng)度2、細(xì)顆粒的含量細(xì)顆粒的含量 用細(xì)顆粒含量用細(xì)顆粒含量 來(lái)判別雙峰型礫土的滲透變形型式：來(lái)判別雙峰型礫土的滲透變形型式： 35% 流土流土 25% 管涌管涌 =25%35% 流土或管涌，取決于礫土的密實(shí)度流土或管涌，取

8、決于礫土的密實(shí)度及細(xì)顆粒的組成及細(xì)顆粒的組成 中等以上密實(shí)度、細(xì)顆粒的不均勻系數(shù)較小的礫中等以上密實(shí)度、細(xì)顆粒的不均勻系數(shù)較小的礫土，發(fā)生流土土，發(fā)生流土 細(xì)顆粒成分中粘粒含量增加，可增大土的凝聚力，細(xì)顆粒成分中粘粒含量增加，可增大土的凝聚力，土的抗?jié)B強(qiáng)度增加，不易發(fā)生滲透變形。土的抗?jié)B強(qiáng)度增加，不易發(fā)生滲透變形。3、土的級(jí)配特征土的級(jí)配特征：不均勻系數(shù)：不均勻系數(shù)Cu=d60/d10Cu20 管涌管涌 礫質(zhì)土礫質(zhì)土Cu:1020 流土或管涌流土或管涌1、地層組合關(guān)系：（單一型、雙層型、多層型）、地層組合關(guān)系：（單一型、雙層型、多層型） 單一型：多位于河流的上游，一般為砂卵（礫）石層，單一型：多位于河流的上游，一般為砂卵（礫）石層，一般發(fā)生管涌，隨著細(xì)粒成分的增多，可能流土。一般發(fā)生管涌，隨著細(xì)粒成分的增多，可能流土。 雙層型：主要考慮表層粘性土的性質(zhì)、厚度、完整程雙層型：主要考慮表層粘性土的性質(zhì)、厚度、完整程度度 多層型：除考慮表層粘性土層外，還考慮砂層透鏡體多層型：除考慮表層粘性土層外，還考慮砂層透鏡體或粘性土層透鏡體或相變等造成水力梯度的突變等原因?；蛘承酝翆油哥R體或相變等造成水力梯度的突變等原因。 2、地形地貌條件、地形