堤防的渗透破坏及其治理方法综述

《堤防的渗透破坏及其治理方法综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn堤防的渗透破坏及其治理方法综述陈西安河海大学岩土工程研究所，南京（210098）E-mail：xian12617@163.com摘要：大量的洪灾资料表明，堤基与堤身渗流对河道堤坝破坏危害最大，其发生的数量多，分布范围广，其易诱发重大溃堤险情。本文对堤防渗透破坏的研究现状作了总结，详细归纳了堤防渗透破坏的类型和分类方法；渗透破坏类型的判别方法；总结了堤防渗透破坏的各种计算方法及其优缺点，分析了各种计算模型的原理和特点。简要介绍了堤防工程中的垂直防渗工程，其中悬挂式防渗墙在阻滞渗透破坏中的作

2、用有待于进一步研究。关键词：堤防渗透破坏；管涌；分类；判别;悬挂式防渗墙1引言洪涝灾害是我国危害最大、造成损失最严重的自然灾害。而大量的洪灾资料表明，堤基与堤身渗流对河道堤坝破坏危害最大，其发生的数量多，分布范围广，其易诱发重大溃堤险[1]情。中国已修建江河湖海堤防长度达26km，不少工程质量很差，需进行防渗加固处理的占[2]相当大的比例；已建成水库8.5万多座，其中病险水库约占1/3，加固任务十分艰巨紧迫。1998年长江流域大水，除个别江堤决口外，沿江发生管涌冒沙等险情9405处，其中因渗漏问题出险的7548处，出现了险情丛生的紧

3、张局面。长江中游540个重要堤防险情中有90%[3]是由堤基问题引起的，其中90%又是为管涌所致。2堤防渗透破坏的分类在渗流水作用下土颗粒群体运动，称为“流土”。填充在骨架空隙中的细颗粒被渗水带走，称为“管涌”。通常将上述两种渗透破坏称为管涌（又称翻沙鼓水，泡泉）。其实，堤防工程中常说的管涌基本上都是土力学中的流土破坏。2.1堤身渗透破坏的分类堤身的渗透破坏包括三种类型：渗水（散浸）造成的堤坡冲刷、漏洞和集中渗流造成的接触冲刷。分述如下：1.堤坡冲刷堤坡冲刷系由背水堤坡渗水所致。一种是堤坡的出溢比降大于允许比降而产生的渗透破坏，另一

4、种是渗水集中后造成对坡面的水流冲刷。2.堤身漏洞堤防背水坡及堤脚附近出现贯穿堤身的流水孔洞称为漏水洞。由于漏水洞中的集中水流对土体的冲刷力很强，因此对堤防的危害性极大。3.堤身接触冲刷当堤身发生集中渗流且冲刷力大于土体的渗透强度时，在集中渗流处就会产生接触冲刷-1-http://www.paper.edu.cn破坏。由于接触冲刷的发展速度往往较快，因此对堤防的威胁很大，必须对其进行除险加固。2.2堤基渗透破坏的分类堤基的渗透破坏常表现为泡泉、沙沸、土层隆起、浮动、膨胀、断裂等，通常统称为管涌。一般来讲，堤防地基的表土层一般很少是砂砾

5、层，因此，堤基的渗透破坏一般均为土力学中的流土破坏。3渗透破坏类型的判别在渗流作用下，为判别土体是否发生管涌、流土破坏，国内外专家提出多种方法。我国各有关设计规程、规范都规定了不同的判别方法。北京水科院和南京水科院也都提出了不完全相同的判别方法，现归纳如下。3.1用土的不均匀系数CU判别前苏联伊斯托明娜提出。这种方法不够准确，对于CU＜10的土，一般来说较为准确；而对于CU＞20的土，仍有可能产生流土破坏。3.2细粒含量判别法3.2.1北京水科院刘杰提出的细粒含量判别法对于不同均匀系数CU＞5的土，可分为级配不连续的土和级配连续的土

6、，应分别先按以下方法，区分细粒径d及相应的含量P。3.2.1.1级配不连续土粗细粒径的区分及相应含量P1的确定按不连续土分布曲线，确定细粒径d(分布曲线断裂谷点或含量小于3%点），再在颗粒级配曲线上确定小于对应点粒径的对应含量P1。3.2.1.2级配连续土粗细粒径的区分及相应含量P2的确定1/2按计算平均几何粒径确定细粒径d=（d70d10）再在级配曲线上确定小于细粒径d对应含量P2。3.2.1.3管涌和流土判别方法对于级配连续或不连续的土，从工程实际应用出发，均可按下式判别：P1（或P2）＞35%流土型P1（或P2）＜25%管涌型

7、P1（或P2）=25%～35%过渡型以上计算方法是假定充满粗粒孔径的细粒含量按下式确定：2POP=(0.30+3n-n)/(1-n)3.2.2南京水科院提出的细粒含量判别法（水闸设计规范推荐此法）不分布均匀系数大小及级配连续与否，均按下式判别：/PZ＞PZ流土/PZ＜PZ管涌-2-http://www.paper.edu.cn式中：PZ—骨架（粗粒）空隙体积所占百分比1/21/2PZ=（an）/(1+n)n--孔隙率a--修正系数，a=0.95～1.0/PZ—粗细分界粒径d=2㎜以下对应的细粒含量(d≤2㎜)3.2.3堤防工程地质勘

8、察规程（征求意见稿）提出的细粒含量判别法（刘杰提出）不均匀系数CU＞5的粗粒土（大于0.1㎜的粒径超过总重的50%的土）Pc≥100/[4(1-n)]流土Pc＜100/[4(1-n)]管涌100/[4(1-n)]可以理解为骨架（粗粒）