港航實務 皮丹丹 教材精講班教案 29-第1章-1.11-管涌和流沙的防治方法

1.11管涌和流沙的防治方法1.11.1影響土滲透性的因素1.概述滲流:土中的水在重力作用下穿過土顆粒骨架的孔隙流動稱為滲流。土的滲透性:地下水在土體孔隙中滲透流動的難易程度。（土被水透過的性質(zhì)）土的透水性指標:滲透系數(shù)k（cm/s或m/d）。2.土的滲透規(guī)律土中水的滲透速度與水力梯度（或稱水力坡降）成正比的滲透規(guī)律。達西定律可以表示為：u=k·i式中u——滲透速度；K——滲透系數(shù)；i——水力坡降。3.影響土的滲透性的因素1）土顆粒的粒徑、形狀與級配顆粒級配對土的滲透性影響最大。一般情況下，土顆粒愈粗、愈渾圓、愈均勻，土的滲透性越強；相反顆粒愈細，級配越好，細顆粒填充粗顆?？紫堕g，土體孔隙減小，滲透性就愈弱。2）礦物成分渾圓石英＞尖角石英＞長石＞云母。3）土的密度對同一種土來說，土越密實，土中孔隙越小，土的滲透性越低。故土的滲透性隨土的密實程度增加而降低。4）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造土體通常是各向異性的，土的滲透性也常表現(xiàn)出各向異性的特征。5）水溶液成分與濃度一般情況下，黏性土的滲透性隨著溶液中陽離子數(shù)量和水溶液濃度的增加而增大。6）土體的飽和度土中封閉氣泡不僅減小了土體斷面上的過水通道面積，而且堵塞某些通道，使土體滲透性減小。7）水的黏滯性水的黏滯性越大，滲透系數(shù)越小。它反映的是流體性質(zhì)對滲透系數(shù)的影響。水的黏滯性隨水溫增大而減小。1.11.2管涌和流沙的防治方法1.管涌與流沙（土）產(chǎn)生的原因滲透變形:當水力坡降超過一定界限后，土中的滲透水流會把部分土體或顆粒帶走，導致士體發(fā)生位移，位移達到一定程度土體將發(fā)生失穩(wěn)破壞。滲透變形的兩種主要形式是流砂（土）與管涌。2.管涌與流沙（土）的概念與現(xiàn)象（1）概念：流沙（土）：在一定滲透力作用下，土體中顆粒同時起動而流失的現(xiàn)象。管涌：在一定滲透力作用下，土體中的細顆粒沿著骨架顆粒所形成的孔隙通道移動或被滲流帶走的現(xiàn)象。（2）現(xiàn)象管涌主要發(fā)生在沙性土中。在黏性土中流土常表現(xiàn)為土體的隆脹、浮動、斷裂等現(xiàn)象，如深基坑開挖時的坑底隆起；在非黏性土中流沙表現(xiàn)為砂沸、泉眼群、土體翻滾，最終被滲流托起等現(xiàn)象。（3）位置：管涌和流沙（土）經(jīng)常發(fā)生在閘壩、堤防與岸坡、板樁岸壁的滲流出逸處。管涌也可以發(fā)生在土體內(nèi)部。3.管涌與流沙（土）防治的基本方法防治原則：以防為主。防治宗旨：防滲及減弱滲透力。首先措施：回土壓頂。1.土質(zhì)改良注漿法、高壓噴射法、攪拌法及凍結(jié)法。2.截水防滲截水防滲措施的目的是隔斷滲透途徑或延長滲徑、減小水力梯度。3.人工降低地下水位明排井（坑）、輕型井點、電滲井點、噴射井點、管井井點、深井井點等方法4.出逸邊界措施在下游加蓋重，以防止土體被滲透力所懸浮，防止流沙（土）。在浸潤線出逸段，設(shè)置反濾層是防止管涌破壞的有效措施。5.其他施工考慮施工選擇枯水期施工;采取水下挖掘及澆筑封底混凝土等施工方法。方法目的1.土質(zhì)改良注漿法、高壓噴射法攪拌法、凍結(jié)法改善土體結(jié)構(gòu)，提高抗剪強度與模量及整體性,減小透水性，增強抗?jié)B透變形能力。2.截水防滲水平向鋪設(shè)防滲鋪蓋垂直向防滲墻、板樁隔斷滲透途徑或延長滲徑、減小水力梯度。3.人工降水輕型井點、噴射井點深井法降低水頭、使地下水位降至滲透變形土層以下