流沙或管涌的判断计算

《流沙或管涌的判断计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、深基坑开挖过程中流沙或管涌的判断地下水流动时，若水流的方向为由上向下，此时动水力的方向和重力方向一致，使土颗粒压得更紧，对工程有利；若水流的方向为由下向上，此时动水力的方向和重力方向相反，将使土颗粒悬浮，当动水力Gd的数值≥土的浮重度γ´时，砂土随水流动，形成流砂（或管涌：自下而上涌出，通常有承压水造成。）。在建筑工程基槽开挖遇地下水位下砂土地基，通常采用排水沟明排地下水的方法，此时地下水流动的方向向着基槽，由于基槽中土体已经挖除，形成临空界面，在动水力Gd作用下可能产生流砂。流沙或管涌的判断计算公式：A、达西定律：Q/t=q=kF(h/L)=kFi(砂

2、土试样长L,截面积为F,其在t秒钟所接水量为Q，则每秒钟的渗流量为q)v=kiv---水的渗透速度，㎝/s；k---土的渗透系数，㎝/s；i=h/L---水力坡度，h为水头差，L为过水断面长度；B、动水力Gd流动的水对单位体积土的骨架作用的力称为动水力。此动水力是水流对土体施加的体积力，单位KN/m³,动水力与水流受到土骨架的阻力大小相等方向相反。Gd=iγwGd---动水力，KN/m³；i---水力坡度（俗称水头差）；γw---水的重力密度，KN/m³。C、流砂或管涌判断当动力水Gd的数值≥土的浮重度γ´时，砂土随水流动，形成流砂（或管涌：自下而上涌出

3、，通常有承压水造成。）。Gd﹤γ´----安全，无流砂或管涌现象；Gd≥γ´----不安全，将发生流砂或管涌现象。即：Gd=γ´→iγw=γ´→γ´-iγw=0→令i=i´则i´=γ´/γw，此时i´为临界水力坡度，表示即将产生流砂或管涌。故此当实际水力坡度≥i´临界水力坡度时将发生流砂或管涌现象。附注：水力坡度：又称水力梯度，即水头差除以渗透途径长度。当呈紊流运动时，则服从哲才定律：v=ki½v---水的渗透速度，㎝/s；k---土的渗透系数，㎝/s；i=h/L---水力坡度，h为水头差，L为过水断面长度；潜蚀：当地下水流动的水力坡度i很大时，水流由层

4、流变成紊流，此时动水力可把土体粗粒孔隙中充填的细粒土冲走，破坏土的结构，这种作用称为潜蚀。案例1某建筑工程基槽排水，引起地下水由下往上流动，水头差为70㎝，水流途径为60㎝，砂土的饱和重度γ=20.2kN/m³.是否产生流砂（答案：产生流砂）Gd≥γ´→i≥i´→i=(70/60)＜i´=(20.2/10.0)→不会第2页共2页案例2某工程基槽开挖深度为4米，地下水位深5米，地基土的天然重度：水上γ=20kN/m³,水下γ=21kN/m³。地面以下6米处存在承压水，承压水的水头为3.2米。问基槽是否安全？（答案：不安全）Gd≥γ´→i≥i´→i=(3.2

5、-1)/（5-4）＞i´=(20.2/10.0)→不安全案例3新建一个钢筋混凝土水池，长度50m,宽度20m，高度4m，池壁板与侧壁厚度均为0.3m。水池的顶面与地面齐平，地下水位埋藏深度2.5m。侧壁与土之间的摩擦力按10kPa计算。问水池刚竣工，尚未使用时是否安全？（答案：安全）Gd≥γ´→i≥i´→Gd=i*γw=｛(4-2.5)/（4-2.5）｝*γw=10kPa→安全且处在临界状态第2页共2页