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动水压力产生的流土现象

时间:2022-02-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:在地下水自下而上的渗透水流的作用下,当向上的渗流力克服了土体向下的重力时,表层土局部范围内的土体或颗粒同时发生悬浮、移动的现象称为流土。任何类型的土,只要水力坡降大于临界水力坡降时,都会发生流土破坏。式中icr——临界水力坡度;ρs——土颗粒密度;e——土体的空隙比。在堤坝下游渗流逸出处无保护的情况下,也常发生流土现象。这就是典型的流土现象。
动水压力产生的流土现象_工程地质学

在地下水自下而上的渗透水流的作用下,当向上的渗流力克服了土体向下的重力时,表层土局部范围内的土体或颗粒同时发生悬浮、移动的现象称为流土。任何类型的土,只要水力坡降大于临界水力坡降时,都会发生流土破坏。临界水力坡度可按式(6-8)计算。

式中icr——临界水力坡度;

ρs——土颗粒密度;

e——土体的空隙比。

若地基为比较均匀的砂层(不均匀系数C u<10),当水位差较大,渗透路径不够长,而且下游渗流溢出处产生水力坡降大于临界水力坡降时,地表将会普遍出现小泉眼,冒气泡,继而出现土颗粒群向上鼓起,发生浮动、跳跃现象,常成为砂沸。砂沸是流土的一种形式。

在堤坝下游渗流逸出处无保护的情况下,也常发生流土现象。例如图6-13所示一座修建在双层地基上的堤坝,地基表层为渗透系数较小的粘性土层,且较薄;下层为渗透性较大的无粘性土层且k1<k2。当渗流经过双层地基时,水头将主要损失在上游水流渗入和下游水流渗出的薄粘性土层的流程中,在砂层的流程损失很小,因此,造成下游溢出处渗透坡降较大。当i > icr就会在下游坝脚处出现土表面隆起,裂缝开展,砂粒涌出,以致整块土体被渗透水流抬起的现象。这就是典型的流土现象。

图6-13 堤坝下游逸出处的流土破坏

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