最新工程地质学渗透变形工程地质研究课件PPT.ppt

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1、工程地质学渗透变形工程地质研究2003年7月1日凌晨4时，正在施工中的上海轨道交通4号线（浦东南路至南浦大桥）区间隧道浦西联络通道发生渗水，随后大量流沙涌入，引起地面大幅沉降。上午9时左右，地面建筑物中山南路847号一幢八层楼房发生倾斜，其裙房部分倒塌。由于报警及时，所有人员提前撤出，无人员伤亡。三、渗透变形的类型：1.管涌：在渗流作用下，细颗粒沿土体骨架中的孔道发生移动带走的现象，又称潜蚀。根据渗透方向与重力方向的关系：垂直管涌：水平管涌：2.流土：在渗透作用下，土体中的颗粒群或团块同时发生移动的现象。常发生于均质砂土层和亚砂土层中。2.细颗粒的含量用细颗粒含量来判别

2、双峰型砾土的渗透变形型式：>35%流土<25%管涌=25%~35%流土或管涌，取决于砾土的密实度及细颗粒的组成中等以上密实度、不均匀系数较小的细粒土，发生流土细颗粒成分中粘粒含量增加，可增大土的凝聚力，土的抗渗强度增加，不易发生渗透变形。3.土的级配特征：不均匀系数Cu=d60/d10Cu<10流土Cu>20管涌Cu＝10~20流土或管涌3地层组合关系：单一型：多位于河流的上游，一般为砂卵（砾）石层，一般发生管涌，随着细粒成分的增多，可能流土。双层型：主要考虑表层粘性土的性质、厚度、完整程度多层型：除考虑表层粘性土层外，还考虑砂层透镜体或粘性土层透镜体或相变等造成水

3、力梯度的突变等原因4地形地貌条件沟谷切割等改变了渗流的补给、渗流的长度、出口条件等5工程因素施工等破坏了表层具有防渗作用的弱透水层。第三节渗透变形的预测一、预测步骤1.根据土体类型和性质，判定是否容易发生渗透变形及变形的类型2.确定土体中各点的实际水力梯度3.确定相对于该土体的临界水力梯度和允许水力梯度4.判定渗透变形的可能性及其范围二、渗透变形类型的确定1.粗细颗粒比例2.细粒物质含量3.土的级配三、实际水力梯度的确定常用方法有：水力学方法：计算及图解——模型模拟法——数值计算法——理论计算法：四、临界水力梯度与允许水力梯度的确定允许水力梯度：m——与地质条件和工程重要

4、性有关：砂土：m＝1.5~3.0粘性土：m＝2.5~4.0m五、渗透变形可能性判定I实>I允发生渗透变形I实

5、流造成的表面水流冲刷。对有承压水的地层还起压重作用。（二）对反滤层的要求(1)透水性应大于被保护土，并能将渗透水流通畅排出；(2)使被保护的土层不发生渗透变形；(3)不致被细颗粒淤塞失效；（三）反滤层的类型划分反滤层类型的目的主要是为了合理地确定反滤层数，因此只分两种类型。(1)Ⅰ型反滤：其特点是反滤层位于被保护土层的下部，渗流方向主要由上向下（图A）。如褥垫排水。(2)Ⅱ型反滤：其特点是反滤层位于被保护土层的上部，渗流方向主要由下向上（图B）。如减压沟的反滤层。渗流方向近乎水平或倾斜向，反滤层近乎垂直或倾斜向的情况，属于过渡型，如减压井、贴坡反滤等，可归为Ⅰ型。图AⅠ型

6、反滤图BⅡ型反滤（四）反滤层的设计内容反滤层的设计可分为保护无粘性土和保护粘性土两大类，设计内容有：(1)确定反滤层的类型；(2)根据滤土准则，确定反滤层的级配或选择土工织物产品。并据以选择宜于作反滤层的天然料场或确定人工筛选的任务。(3)对砂砾反滤料确定反滤层的厚度和层数；(4)鉴定反滤料的透水性，对土工织物反滤层还应鉴定淤堵性；(5)有纵向渗流时，鉴定沿反滤层和被保护土层接触面的冲刷稳定性。(五)砂砾料反滤层的设计与施工1.反滤料的选择对于被保护土的第一层反滤料，建议用下列方法确定；D15/d85≤4～5D15/d15≥5式中：D15为过筛重量占15％时的反滤料粒径，

7、d85为过筛重量占85％时的被保护土的颗粒直径；d15为过筛重量占15％时的被保护土的颗粒粒径。当选择第二、三层反滤料时，可同样按以上方法确定。但选择第二层反滤时第一层反滤为被保护土，选择第三层反滤时第二层反滤为被保护土。2.反滤层厚度的确定反滤层的厚度应根据反滤料的级配、料源、用途、施工方法等情况综合考虑确定。水平反滤层的最小厚度可采用30cm，垂直或倾斜反滤层的最小厚度可采用50cm。采用推土机平料时，最小水平宽度宜不小于3.0m。3.施工要求反滤料应具有要求的级配，且小于0.1毫米的颗粒含量不大于5％，并有要求的透水性。