【正文】 壩體失穩(wěn) 、 坍塌 滲流問題： 1. 滲流量？ 2. 滲透力？ 3. 滲透破壞？ 工程實例 透水層 不透水層 基坑 板樁墻 板樁圍護下的基坑滲流 產(chǎn)生滲流變形 ，基坑積水 、 坍塌 工程實例 滲流問題： 1. 滲流量？ 2. 滲透力？ 3. 滲透破壞？ 廣州京廣廣場基坑塌方 基坑滲流破壞 工程實例 珠海祖國廣場基坑失事 基坑滲流破壞 工程實例 原地下水位 滲流時地下水位 渠道滲流 滲流問題： 1. 滲流量？ 2. 地下水的影響范圍？ 工程實例 透水層 不透水層 天然水面 水井滲流 Q 滲流問題： 1. 滲流量？ 2. 降水深度？ 工程實例 降雨入滲引起的滑坡 工程實例 滲流問題： 1. 滲流力？ 2. 滲入過程？ 相鄰兩個水分子的運動軌跡相互平行而不混流 層流 ? 滲流模型 假定： 的迂回曲折 ， 只考慮主流方向； 粒的影響 ， 認為孔隙與顆粒所占的空間均為滲流所填充 。 a) 實際的滲流土體 滲流模型 b) 理想的滲流模型 （一）達西定律 滿足條件： ， 模型滲流流量等于真實滲流流量； 過水截面 上模型滲流壓力等于真實滲流壓力； 流所受到的阻力與真實滲流所受到的阻力相等 。 過水截面 (過水界面 ） 水在飽和土體中滲流時，在垂直于滲流方向取一個土體截面。 ? 滲流模型 AtQv /?tQq /?Aqv /?假定在時間 t內(nèi)滲流通過過水 截面 （ 面積為 A） 的滲流量為 Q， 滲流速度 表達式為： 單位時間內(nèi)的滲流量為 (cm3/s)： 滲流速度可表達為 (cm/s) ： nvvnAAAvvAqrrrr ????實際平均速度與假想平均流速的關(guān)系 ? 滲流速度 總水頭 ＝位置水頭＋壓力水頭＋速度水頭（動水頭） 是滲流的總驅(qū)動能 ，土體中的水總是從水頭高處流向水頭低處 gvuzhw 22????wuzh???水頭 ：單位重量的水所具有的能量。 測管水頭 ? 水頭 ? 位置水頭 ：到基準面的豎直距離 。代表單位重量的液體從基準面算起所具有的位置勢能 。 ? 壓力水頭 ：水壓力所能引起的自由水面的升高 。 表示單位重量液體所具有的壓力勢能 。 ? 測管水頭 ：測管水面到基準面的垂直距離 。 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 。 ? 在靜止液體中各點的測管水頭相等 ? 位置、壓力和測管水頭 zA 0 0 A B u0?pa wAu?zB wBu?基準面 靜水 wBBBuzh???? A點總水頭： A B L hA hB zA wAu?wBu?zB Δ h 基準面 水力梯度線 wAAAuzh???? B點總水頭： ? 二點總水頭差反映了兩點間水流由于摩阻力造成的能量損失 。 BA hhh ???? 水力梯度（坡降） ：單位滲流長度上的水頭損失。 Lhi ??? 水力梯度 裝置中 2是面積為 A的直立圓筒 ，其側(cè)壁裝有兩支相距為 L 的測壓管 。多孔濾板 3下部放碎石 ， 上部放顆粒均勻的砂土樣 。 水由上端注入圓筒 ，多余的水從溢水管 4溢出 ， 使筒內(nèi)的水位維持恒定 。 滲透過砂層的水從出水管 5流入量杯 6中 ， 并以此來計算滲流量 Q。 單位時間內(nèi)的滲出水量 q與水力梯度和圓筒斷面積成正比 ，且與土的透水性質(zhì)有關(guān) 。 達西定律： 達西滲透試驗裝置示意圖 v k i??結(jié)論： kiAq ?0 0 反映土的滲透性強弱的指標稱為 滲透系數(shù)（ cm/s） △ h a b h2 h1 Aqv /?LhAq ??3 ? 達西定律 砂土 密實黏土 起始水力梯度 滲透速度與水力梯度的關(guān)系 礫類土 ikv?達西定律適用于層流，不適用于紊流 （二）達西定律的適用范圍 ? 流土： 在 向上 的滲透作用下，表層局部范圍內(nèi)的土體或顆 粒群同時發(fā)生懸浮、移動的現(xiàn)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。 黏性土 k1k2 砂性土 k2 壩體 滲流 crii?? 原因： 臨界水力梯度 流砂或流土現(xiàn)象 wcri ????壩體 ? 管涌： 是滲透變形的另一種形式 ， 它是指在滲流作用下 土體中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙道中發(fā)生移動并被帶走 的現(xiàn)象 。 滲流 過程演示 1. 在滲透水流作用下，細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動流失 2. 孔隙不斷擴大，滲流速度不斷增加，較粗顆粒也相繼被水帶走 3. 形成貫穿的滲流通道，造成土體塌陷 管涌現(xiàn)象 ? 流土現(xiàn)象防治措施 ① 、減小或消除水頭差； ②、增加滲流路徑； ③、在向上的流出口處地表用透水材料覆蓋以平衡滲透力； ④、土層加固處理，如凍結(jié)法、注漿法等。 滲透變形的防治措施 ? 管涌現(xiàn)象的防治 黏性土（分散性土例外）屬于非管涌土；無黏性土中發(fā)生管 涌必須具備相應(yīng)的 幾何條件 和 水力條件 ? 改善幾何條件：設(shè)反濾層等 ? 改善水力條件：減小滲透坡降 土的組成 土的狀態(tài) 土的結(jié)構(gòu) ? 目的 ? 便于調(diào)查研究； ? 便于分析評價； ? 便于交流 (基于共同的概念 ) ? 分類的原則 ? 依據(jù)： 最能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)的指標 ? 土的工程分類體系 簡明原則 工程性質(zhì)差異原則 ? 建筑工程系統(tǒng)的分類體系 — 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 》 等 ? 工程材料系統(tǒng)的分類體系 — 《 土的分類標準 》《 公路土工試驗規(guī)程 》 六、 土的工程分類 Arthur Casagrande ，（ 19021981） 生于奧地利 ， 后移居美國 ， 他對土力學(xué)的貢獻巨大 ， 如土的分類 、 土坡的滲流 、 土的剪切強度 、 砂土液化的流動結(jié)構(gòu)和臨界孔隙比等 。 他提出的分類標準考慮了土的粒度和塑性指標 ，忽略了土的結(jié)構(gòu)性 。 我國的國標 《 土的分類標準 》 （ GBJ14590）采取了與之類似的分類原則 。 六、 土的工程分類 按沉積年代分為： 老沉積土（ Q3）、一般黏性土（ Q4）、新近沉積土 根據(jù)地質(zhì)成因（形成條件）分為： 殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、風(fēng)積土 等 根據(jù)顆粒級配或塑性指數(shù)分為： 巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土等 根據(jù)有機質(zhì)含量可分為： 有機土、泥炭土、泥炭 根據(jù)土的工程特性的特殊性可分為： 一般土、特殊土 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 》 （ GB500072022） 《 巖土工程勘察規(guī)范 》 (GB500212022) 該分類體系的特點：注重土的天然結(jié)構(gòu)特性和強度 ， 并始終與土的主要工程性質(zhì) —— 變形和強度特性緊密聯(lián)系 。 六、 土的工程分類 ? 巖石 堅硬程度類別 堅硬巖 較堅硬 較軟巖 軟巖 極軟巖 飽和單軸抗壓強度標準值 (MPa) 巖石完整程度的劃分 完整程度等級 完整 較完整 較破碎 破碎 極破碎 完整性指數(shù) — — — 注：完整性指數(shù)為巖體縱波波速與巖塊縱波波速之比的平方。 選定巖體、巖塊測定波速時應(yīng)具有代表性。 巖石堅硬程度的劃分 60?rkf 6030 ?? rkf 3015 ?? rkf 155 ?? rkf 5?rkf? 碎石土 土的名稱 顆粒形狀 顆粒級配 漂石 塊石 圓形及亞圓形為主 棱角形為主 粒徑 200mm的顆粒 超過全重的 50％ 卵石 碎石 圓形及亞圓形為主 棱角形為主 粒徑 20mm的顆粒 超過全重的 50％ 圓礫 角礫 圓形及亞圓形為主 棱角形為主 粒徑 2mm的顆粒 超過全重的 50％ 碎石土沒有黏性和塑性，屬于單粒結(jié)構(gòu) 碎石土 砂土 粉土 黏性土 特殊土 人工填土 分類依據(jù) : 根據(jù)土的 顆粒級配 和 顆粒形狀 進行分類定名。 分類依據(jù)： 根據(jù)土的 顆粒級配 定名。 土的名稱 顆粒級配 礫砂 粒徑 2mm的顆粒占全重的 25～ 50％ 粗砂 粒徑 50％ 中砂 粒徑 50％ 細砂 粒徑 85％ 粉砂 粒徑 50％ ? 砂土 碎石土 砂土 粉土 黏性土 特殊土 人工填土 ? 粉土和黏性土 碎石土 砂土 粉土 黏性土 特殊土 人工填土 粉土 ：塑性指數(shù) IP≤10 ，且 d顆粒含量不超過全重 50%的土稱為粉土。 黏性土 ：塑性指數(shù) Ip10的土。 ? 粉質(zhì)黏土： 10Ip?17的土 ? 黏 土： Ip17的土 ? 特殊土 特殊土包括軟土（淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭等）、鹽漬土、濕陷性黃土、紅黏土、膨脹土、多年凍土等。 參看 《 巖土工程堪察規(guī)范 》 （ GB500212022） ? 人工填土 碎石土 砂土 粉土 黏性土 特殊土 人工填土 ? 按人工填土堆積年代分 ? 根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式分 ① 老填土 ：黏性土填筑時間超過 10年， 粉土超過 5年。 ② 新填土 ：若黏性土填筑時間小于 10 年，粉土少于 5年。 ① 素填土 ：由碎石土 、 砂土 、 粉土 、 黏性 土等組成的填土 。 其中不含雜質(zhì)或含雜 質(zhì)很少 。 ② 雜填土 ：凡含有建筑垃圾 、 工業(yè)廢料 、 生活垃圾等雜物的填土 。 ③ 沖填土 ：由水力沖填泥砂形成的填土 。 土層分布示意 能夠正確繪出土顆粒級配曲線，并能夠評價土的工程性質(zhì)； 熟知黏土礦物的特性； 掌握土中水的分類及其特點； 了解土的結(jié)構(gòu)類型及其特點； 掌握土的物理性質(zhì)指標的定義、概念、計算公式和單位； 能熟練地進行物理指標的換算； 掌握土的物理狀態(tài)指標的定義、概念、計算公式； 掌握土的達西定律； 了解地基土工程分類的依據(jù)與準確定名。 本章的基本要求 第 1章內(nèi)容結(jié)束