土力学课件3土的渗透性和渗流

《土力学课件3土的渗透性和渗流》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学课件3土的渗透性和渗流（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第第3章章 土的渗透性和渗流土的渗透性和渗流12土的渗透性及渗流土的渗透性及渗流土的渗透性与土的强度、变形特性一起，是土力学中的几个重要课题土的渗透性研究的三个主要方面问题及其与工程的关系研究土的渗透性规律及其与工程的关系具有重要意义，土的渗透性是反映土的孔隙性规律基本内容之一详细介绍土的渗透性及渗流规律、土中二维渗流及流网、再介绍渗透破坏及渗流控制3本章要求掌握土的层流渗透定律及渗透性指标；熟悉渗透性指标的测定方法及影响因素，渗流时渗水量的计算，渗透破坏与渗流控制问题；了解土中二维渗流及流网的概念和应用4第第3章章 土的渗透性及渗流土的渗透性及渗流土的渗透性、渗透系数土中二维渗流及流网渗透破

2、坏与控制主要内容5第第3章章 土的渗透性及渗流土的渗透性及渗流达西定律渗透系数及其确定方法熟悉流网渗透力与渗透变形渗流工程问题与处理措施重点掌握内容63.1概述概述浸润线浸润线流线流线等势线等势线下游下游上游上游土坝蓄水后水透土坝蓄水后水透过坝身流向下游过坝身流向下游H隧道开挖时，地下隧道开挖时，地下水向隧道内流动水向隧道内流动 在水位差作用下，水透过土体孔隙的现象称为在水位差作用下，水透过土体孔隙的现象称为渗透渗透 7相互关联相互关联相互影响相互影响 渗透渗透 在水位（头）差作用下，水透过土体孔隙的现象在水位（头）差作用下，水透过土体孔隙的现象 渗透性渗透性 土体具有被液体透过的性质土体具有

3、被液体透过的性质 土的强度土的强度 土的变形土的变形 土的渗流土的渗流 渗透性研究的渗透性研究的三个方面三个方面渗流量问题渗流量问题 渗透破坏问题渗透破坏问题 渗流控制问题渗流控制问题8 渗流模型基本假定：不考虑渗流路径的迂回曲折，只分析它的主要流向；图3-1 渗流模型 认为孔隙和土粒所占的空间之总和均为流体所充满。9图3-1 渗流模型 相同体积内，渗流模型所受阻力与真实渗流相等。 同一过水断面，渗流模型的流量等于真实渗流的流量； 任一断面上，渗流模型压力与真实渗流压力分布相同；101.渗流速度 断面面积为A，通过的渗透流流量为q，则平均流速为：v=q/A 真实渗流仅发生在孔隙面积A内，因此真

4、实流速为：v0=q/A 于是 v/v0=A/A=n “模型的平均流速要小于真实流速”112.2.1 土的渗透定律土的渗透定律达西定律达西定律水头的概念水头的概念z为为位置水头，是相对于位置水头，是相对于基准面基准面的高差。的高差。p为压力，也有用为压力，也有用u基准面可以任意选定基准面可以任意选定基准面基准面基准面基准面基准面基准面2.2 土的渗透性土的渗透性总水头总水头测压管水头测压管水头123.水头差(A点与B点) 13水力梯度:单位流程总水头的变化4.水力坡降 14l水头的大小随选取的基准面不同而不同；注意：l最关心的不是水头而是水头差；l水在土中的渗流是从高水头向低水头流动。 153.

5、2 土的渗透性土的渗透性( (达西定律达西定律) )3.2.23.2.2土的层流渗透定律土的层流渗透定律1856年法国学者年法国学者DarcyDarcy对砂土的渗对砂土的渗透性进行研究透性进行研究结论：结论：水在土中的渗透速度与试样水在土中的渗透速度与试样的水力梯度成正比的水力梯度成正比v=ki达西定律达西定律水力梯度，即沿渗流方向水力梯度，即沿渗流方向单单位距离的水头损失位距离的水头损失 1 1、达西定律、达西定律i=h/L16 k 渗透系数渗透系数 cm/s砂土的渗透速度与水砂土的渗透速度与水力梯度呈线性关系力梯度呈线性关系 v=kiivO O砂土砂土 v=k i q=kAi k 是反映土

6、体透水能力大小的综合性指标是反映土体透水能力大小的综合性指标k越越 大土的透水能力越强大土的透水能力越强 i= h/L渗透定律渗透定律172 2、达西定律适用范围与起始水力坡降、达西定律适用范围与起始水力坡降密实的粘土，需要克服结合水的粘密实的粘土，需要克服结合水的粘滞阻力后才能发生渗透滞阻力后才能发生渗透; ;同时渗透同时渗透系数与水力坡降的规律还偏离达西系数与水力坡降的规律还偏离达西定律而呈非线性关系定律而呈非线性关系 i b起始水起始水力坡降力坡降虚直线简化虚直线简化达西定律适用于层达西定律适用于层流，不适用于紊流流，不适用于紊流0iv密实粘土密实粘土V=k(i-ib)18讨论讨论v 砂

7、土、粘性土：砂土、粘性土： 小水流为层流，渗透规律符合小水流为层流，渗透规律符合 达西定律，达西定律， - -i 为线性关系为线性关系v 粗粒土：粗粒土： i 小、小、 大大水流为层流，渗透规律符合水流为层流，渗透规律符合 达西定律，达西定律， - -i 为线性关系为线性关系 i 大、大、 大大水流为紊流，渗透规律水流为紊流，渗透规律不不符合符合 达西定律，达西定律， - -i 为非线性关系为非线性关系 193.2.3 3.2.3 渗透试验与渗透系数渗透试验与渗透系数1 1、渗透试验（室内）、渗透试验（室内）时间时间t内流出的水量内流出的水量常水头试验常水头试验整个试验过程中水整个试验过程中水

8、头保持不变头保持不变 适用于透水性大（适用于透水性大（k10-3cm/s） 的土，例如砂土。的土，例如砂土。 Q=qtQ=qtk=QL/A htk=QL/A ht202.2.变水头试验变水头试验整个试验过程水头随时间变化整个试验过程水头随时间变化 截面面积截面面积a任一时刻任一时刻t的水头差为的水头差为h，经，经时段时段dt后，细玻璃管中水位后，细玻璃管中水位降落降落dh，在时段，在时段dt内流经试内流经试样的水量样的水量 dQ=adh 在时段在时段dt内流经试样的水量内流经试样的水量 dQ=kiAdt=kAh/Ldt 管内减少水量流经试样水量管内减少水量流经试样水量 adh=kAh/Ldt

9、分离变量分离变量 积积分分 适用于透水性差，渗透系数适用于透水性差，渗透系数小的粘性土小的粘性土 21抽水试验抽水试验2.2 土的渗透性土的渗透性2.2.2 渗透试验渗透试验2.2.2.2 现场试验方法现场试验方法22抽水试验抽水试验r1和和r2为为观观测测孔孔与与抽抽水水井井之之间间的的距距离离，h1和和h2为为观观测测孔孔的的水位高度。水位高度。水力坡降：水力坡降：距距井井中中心心为为r处处水水流流经经过过的的面面积为积为代入达西定律：代入达西定律：出水出水q为正，基准面在底面为正，基准面在底面2.2 土的渗透性土的渗透性2.2.2 渗透试验渗透试验2.2.2.2 现场试验方法现场试验方法

10、23抽水试验抽水试验潜水井公式潜水井公式2.2 土的渗透性土的渗透性2.2.2 渗透试验渗透试验2.2.2.2 现场试验方法现场试验方法或或243 3、影响渗透系数的主要因素、影响渗透系数的主要因素(1)土的粒度成分土的粒度成分v 土粒愈粗、大小愈均匀、形状愈圆滑，土粒愈粗、大小愈均匀、形状愈圆滑，渗透系数愈大渗透系数愈大v 细粒含量愈多，土的渗透性愈小细粒含量愈多，土的渗透性愈小， (2)土的密实度土的密实度 土的密实度增大，孔隙比降低，土的渗透性也减小土的密实度增大，孔隙比降低，土的渗透性也减小土愈密实渗透系数愈小土愈密实渗透系数愈小25 土的饱和度愈低，土的饱和度愈低，渗透系数愈小渗透系

11、数愈小 (4)土的结构土的结构 扰动土样与击实土样，土的渗透性比同一密度扰动土样与击实土样，土的渗透性比同一密度 原状土样的小原状土样的小 (3)土的饱和度土的饱和度26 (5)水的温度水的温度(水的动力粘滞系数水的动力粘滞系数) ) 水温愈高，水的动力粘滞系数愈小水温愈高，水的动力粘滞系数愈小土的渗透系数则愈大土的渗透系数则愈大 (6)土的构造土的构造 水平方向的水平方向的 h h 垂直方向垂直方向 v vT、20分别为分别为T和和20时水的动时水的动力粘滞系数，可查表力粘滞系数，可查表 274 4、渗透系数、渗透系数k k的经验确定方法的经验确定方法 洁净不含细粒土的松砂洁净不含细粒土的松

12、砂 k=1.0-1.5(dk=1.0-1.5(d1010) )2 2 黏性土黏性土 k=Ck=C3 3(e(en n/1+e)/1+e) 较密实、击实砂土较密实、击实砂土 k=0.35(k=0.35(d d1515) )2 228（1）与层面平行的渗流的情况）与层面平行的渗流的情况(水平渗透系数水平渗透系数) )H1H2H3k1k2k3Hq1xq2xq3xqx通过整个土层的总渗流量通过整个土层的总渗流量qx应为各土层渗流量之总和应为各土层渗流量之总和 5 5、成层土的等效渗透系数、成层土的等效渗透系数29H1H2H3k1k2k3Hq1xq2xq3xqx达西定律达西定律整个土层与层面平行的渗透系

13、数整个土层与层面平行的渗透系数 平均渗透系数平均渗透系数30(2)垂直渗透系数垂直渗透系数 H1H2H3k1k2k3H根据水流连续定理，通过根据水流连续定理，通过整个整个土层土层的渗流量等于通过的渗流量等于通过各土层各土层的渗流量的渗流量 q3yq2yq1yqy各土层的相应的水力坡降为各土层的相应的水力坡降为i1、i2、in，总的水力坡降为，总的水力坡降为i 总水头损失等于各总水头损失等于各层水头损失之和层水头损失之和 代入代入31H1H2H3k1k2k3H垂直渗透系数垂直渗透系数q3yq2yq1yqy整个土层与层面垂直的渗透系数整个土层与层面垂直的渗透系数 = = n n H Hi=1i=1

14、 K Kiyiy H Hi i32K Kx x近似近似由由最不透水最不透水( (最最小小) )的一层渗透系数和厚度控制的一层渗透系数和厚度控制由由最透水最透水( (最最大大) )的一层渗透系数和厚度控制的一层渗透系数和厚度控制= = H HK Kiyiy n n i=1i=1 K Ky y近似近似水平向水平向K Kx x 垂直向垂直向K Ky y成层土成层土: : H Hi i33四、例题分析四、例题分析例 设做变水头渗透试验的粘土试样的截面积为设做变水头渗透试验的粘土试样的截面积为30cm2，厚度，厚度为为4cm，渗透仪细玻璃管的内径为，渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm，试验开始时的水位，试

15、验开始时的水位差为差为160cm，经时段，经时段15分钟后，观察得水位差为分钟后，观察得水位差为52cm，试，试验时的水温为验时的水温为30，试求试样的渗透系数，试求试样的渗透系数 解解已知试样截面积已知试样截面积A= =30cm，渗径长度，渗径长度L= =4cm，细玻璃管的内截面积，细玻璃管的内截面积 h1= =160cm，h2= =52cm，t= =900s 试样在试样在30时的渗透系数时的渗透系数 343.33.3土中二维渗流及流网土中二维渗流及流网 3.3.13.3.1二维渗流方程二维渗流方程 2 2h h拉普拉斯方程拉普拉斯方程( (平面稳定渗流的基本方程式平面稳定渗流的基本方程式)

16、 ) x x2 2 2 2h h z z2 2+ +=0=035aa不透水层不透水层a ab bbbs ss sc c H HE Ez z1 1h h1 1z zE E361.1.流网的特征流网的特征 等势线等势线 渗流场中势能或水头的等值线渗流场中势能或水头的等值线流网流网流线流线 水质点的流动路线水质点的流动路线流线流线等势线等势线组成的曲线正交网格组成的曲线正交网格37v 流线与等势线互相正交流线与等势线互相正交流网的特征流网的特征: :v 流线与等势线构成的各个流线与等势线构成的各个 网格的长宽比为常数网格的长宽比为常数 1 1v 各个流槽的渗流量相等各个流槽的渗流量相等v 相邻等势线

17、之间的水头损失相等相邻等势线之间的水头损失相等383.4 3.4 渗透破坏与控制渗透破坏与控制3.4.13.4.1渗流渗流( (透透) )力力渗透力渗透力渗透水流施加于单位土粒上的拖曳力渗透水流施加于单位土粒上的拖曳力水水 阻力阻力 渗透力渗透力 土土拖曳拖曳力力二者大小相等方向相反二者大小相等方向相反 39渗流力渗流力土土样样的的截截面面积积为为A，进进、出出水水口口测测压压管管差差为为h，表表示示水水流流过过厚厚度度为为l的的土土样样，必必须克服土样内土粒对水流阻力：须克服土样内土粒对水流阻力： F=whA作作用用于于土土样样的的总总渗渗流流力力J应应和和土土体体中中土土粒对水流的阻力粒对

18、水流的阻力F相等：相等： J=F=whA 渗流作用于单位土体的力渗流作用于单位土体的力(即渗流力即渗流力)为：为：403.3 渗透力与渗透变形一、渗透力和临界水力坡降一、渗透力和临界水力坡降1.渗透力渗透力渗透水流施加于单位土粒上的拖曳力渗透水流施加于单位土粒上的拖曳力h2h1h21L沿水流方向放置两个测压沿水流方向放置两个测压管，测压管水面高差管，测压管水面高差h水流流经这段土体，受水流流经这段土体，受到土颗粒的阻力，阻力到土颗粒的阻力，阻力引起的水头损失为引起的水头损失为h土粒对水流土粒对水流的阻力应为的阻力应为 土样土样面积面积根据牛顿第三定律，试样的总根据牛顿第三定律，试样的总渗流力渗

19、流力J和土粒对水流的阻力和土粒对水流的阻力F大小相等，方向相反大小相等，方向相反 41渗流作用于单位土体的力渗流作用于单位土体的力说说明明：渗渗透透力力j是是渗渗流流对对单单位位土土体体的的作作用用力力，是是一一种种体体积积力力，其其大大小小与与水水力力坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为kN/m3 渗透力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对渗透力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对土体稳定性有显著的影响土体稳定性有显著的影响abc渗透力方向与渗透力方向与重力一致，促重力一致，促使土体压密、使土体压密、强度提高，有强度提高，有利于

20、土体稳定利于土体稳定渗流方向近乎水平，使土渗流方向近乎水平，使土粒产生向下游移动的趋势，粒产生向下游移动的趋势，对稳定不利对稳定不利渗流力与重力方向相渗流力与重力方向相反，当渗透力大于土反，当渗透力大于土体的有效重度，土粒体的有效重度，土粒将被水流冲出将被水流冲出42结论：结论： 渗渗透透力力是是水水流流对对单单位位体体积积土土体体颗颗粒粒的的作作用用力；力； 是一种体积力是一种体积力 渗渗透透力力的的大大小小与与水水力力坡坡降降成成正正比比，方方向向与与渗流方向一致。渗流方向一致。43渗流力渗流力v 渗流力是一种体积力渗流力是一种体积力 单位为单位为kN/m3 J=J= i iv 作用方向：

21、与渗流方向一致（流线方向）作用方向：与渗流方向一致（流线方向）v 大小与水力梯度成正比大小与水力梯度成正比44渗透力的存在，将使土体内部受力发生变化，这渗透力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对土体稳定性有显著的影响种变化对土体稳定性有显著的影响abc渗透力方向与渗透力方向与重力一致，促重力一致，促使土体压密、使土体压密、强度提高，有强度提高，有利于土体稳定利于土体稳定渗流方向近乎水平，使土渗流方向近乎水平，使土粒产生向下游移动的趋势，粒产生向下游移动的趋势，对稳定不利对稳定不利渗流力与重力方渗流力与重力方向相反，当渗透向相反，当渗透力大于土体的有力大于土体的有效重度，土粒将效重度，土

22、粒将被水流冲出被水流冲出45临界水力梯度临界水力梯度使土体开始发生渗透变形的水力梯度使土体开始发生渗透变形的水力梯度 GJ当土颗粒的重力与渗透力相等时，土颗粒不受任何当土颗粒的重力与渗透力相等时，土颗粒不受任何力作用，好像处于悬浮状态，这时的水力梯度即为力作用，好像处于悬浮状态，这时的水力梯度即为临界水力梯度临界水力梯度或或 在工程计算中，将土的临界水力梯度除以安全系数在工程计算中，将土的临界水力梯度除以安全系数Fs(23)，作为允许水力梯度，作为允许水力梯度i。设计时，为保证建筑物的安全，将渗。设计时，为保证建筑物的安全，将渗流逸出处的水力梯度控制在允许梯度流逸出处的水力梯度控制在允许梯度i

23、内内受到水的浮力作用为浮重度受到水的浮力作用为浮重度 46三、例题分析三、例题分析【例】某土坝地基土的比重某土坝地基土的比重Gs= =2.68，孔隙比，孔隙比e= =0.82，下游渗流，下游渗流出口处经计算水力坡降出口处经计算水力坡降i为为0.2，若取安全系数，若取安全系数Fs为为2.5，试问该土，试问该土坝地基出口处土体是否会发生流土破坏坝地基出口处土体是否会发生流土破坏 【解答】解答】临界水力坡降临界水力坡降 由于实际水力坡降由于实际水力坡降i i，故土坝地基出口处土体不会发，故土坝地基出口处土体不会发生流土破坏生流土破坏 允许水力坡降允许水力坡降 47临界水力坡降临界水力坡降与土性密切相

24、关与土性密切相关 土土C Cu u愈大，愈大，i icrcr愈小愈小渗透系数渗透系数k k愈大，愈大， i icrcr愈低愈低土中细粒含量愈高，土中细粒含量愈高，i icrcr增大增大483.3.2 土的渗透变形和防治措施流土现象:当土颗粒间的接触压力为零，土颗粒处于悬浮状态而失去稳定。 向上渗流向上渗流49管涌现象:土中的一些细小颗粒在渗透力作用下，通过粗颗粒的孔隙被水流带走。图3-12 流土示意图50比较和区别:流砂现象发生在土体表面渗流逸出处,不发生于土体内部管涌可以发生在渗流逸出处，也可能发生在土体内部 513.4.23.4.2渗透变形渗透变形 渗透水流将土体的细颗粒冲走、带走或局部土

25、体产生移动，渗透水流将土体的细颗粒冲走、带走或局部土体产生移动，导致土体变形导致土体变形渗透变形问题（流土，管涌）渗透变形问题（流土，管涌） 1.流土流土在渗流作用下，粒间力有效应力为零时在渗流作用下，粒间力有效应力为零时, ,或某一范围内或某一范围内土颗粒群同时发生悬浮、移动的现象。土颗粒群同时发生悬浮、移动的现象。一般是突发性的破坏一般是突发性的破坏 流土发生于地基或土坝下游流土发生于地基或土坝下游渗流出逸处渗流出逸处，不发生于土体内部不发生于土体内部。开。开挖基坑或渠道时常遇到的流砂现象，属于流土破坏。细砂、粉砂、挖基坑或渠道时常遇到的流砂现象，属于流土破坏。细砂、粉砂、淤泥等较易发生流

26、土破坏淤泥等较易发生流土破坏 522.管涌管涌在渗流作用下，土中的细小颗粒在粗颗粒形成的孔隙在渗流作用下，土中的细小颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，随着土孔隙不断扩大，发生移动并被带出的现象，中移动，随着土孔隙不断扩大，发生移动并被带出的现象， 渗透渗透速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流带走，最终导致土体内速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷。形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷。土体在渗透水流作用下，细小颗粒被带出，孔隙逐渐增大，形成土体在渗透水流作用下，细小颗粒被带出，孔隙逐渐增大，形成能穿越地基的细管状渗流通道，掏空地基或坝体，使其变形或失

27、能穿越地基的细管状渗流通道，掏空地基或坝体，使其变形或失稳。稳。管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处，发，发展一般有个时间过程，展一般有个时间过程，是一种渐进性的破坏是一种渐进性的破坏 53潜蚀作用：潜蚀作用：易发生流砂的土易发生流砂的土饱和的饱和的颗粒级配均匀颗粒级配均匀细砂细砂粉砂粉砂粉土层粉土层机械潜蚀机械潜蚀流动的机械力将细土粒带走而形成洞穴流动的机械力将细土粒带走而形成洞穴潜蚀作用潜蚀作用水流溶解了土中易溶盐，胶结物使土水流溶解了土中易溶盐，胶结物使土 变松散，土体被软化、弱化，细土粒被水冲走，变松散，土体被软化、弱化，细土

28、粒被水冲走，形成洞穴形成洞穴3.流土判别流土判别54上海地区易发生流砂的土层特征上海地区易发生流砂的土层特征 粘粒含量小于粘粒含量小于10%10%土的不均匀系数土的不均匀系数C Cu u50.75-0.8e0.75-0.8 有效粒径有效粒径d d10100.1mm0.1mmC Cu u51010的匀粒砂土，在一定的水力梯度下，局部地区较易发的匀粒砂土，在一定的水力梯度下，局部地区较易发生流土破坏生流土破坏 对对C Cu u1010的砂和砾石、卵石，分两种情况的砂和砾石、卵石，分两种情况: :1.1.当孔隙中细粒含量较少（小于当孔隙中细粒含量较少（小于30%30%）时，由于阻力）时，由于阻力 较

29、小，只要较小的水力坡降，就易发生管涌较小，只要较小的水力坡降，就易发生管涌2.2.如孔隙中细粒含量较多，以至塞满全部孔隙（此如孔隙中细粒含量较多，以至塞满全部孔隙（此时细粒含量约为时细粒含量约为30%30%35%35%），此时的阻力最大，一），此时的阻力最大，一般不出现管涌而会发生流土现象般不出现管涌而会发生流土现象59三、例题分析三、例题分析例 某土坝地基土的比重某土坝地基土的比重d ds= =2.68，孔隙比，孔隙比e= =0.82，下游渗流，下游渗流出口处经计算水力坡降出口处经计算水力坡降i为为0.2，若取安全系数，若取安全系数Fs为为2.5，试问该土坝地，试问该土坝地基出口处土体是否会

30、发生流土破坏基出口处土体是否会发生流土破坏 解解临界水力坡降临界水力坡降 由于实际水力坡降由于实际水力坡降i i，故土坝地基出口处土体不会发，故土坝地基出口处土体不会发生流土破坏生流土破坏 允许水力坡降允许水力坡降 603.5 渗流工程问题与处理措施 渗流工程问题渗流工程问题1.地下水的浮托作用地下水的浮托作用 地下水不仅对水位以下的土体产生静水压力和浮托力，并对建地下水不仅对水位以下的土体产生静水压力和浮托力，并对建筑物基础产生浮托力筑物基础产生浮托力 2.地下水的潜蚀作用地下水的潜蚀作用 在施工降水等活动过程中产生水头差，在渗透力作用下，土在施工降水等活动过程中产生水头差，在渗透力作用下，

31、土颗粒受到冲刷，将细颗粒冲走，破坏土的结构。颗粒受到冲刷，将细颗粒冲走，破坏土的结构。通常产生于粉细通常产生于粉细砂、粉土地层中砂、粉土地层中 3.流砂流砂 流砂在工程施工中能造成大量的土体流动，使地表塌陷或建筑流砂在工程施工中能造成大量的土体流动，使地表塌陷或建筑物的地基破坏，给施工带来很大的困难，影响建筑工程的稳定。物的地基破坏，给施工带来很大的困难，影响建筑工程的稳定。通常易在粉细砂和粉土地层中产生，在地下水位以下的基坑开挖、通常易在粉细砂和粉土地层中产生，在地下水位以下的基坑开挖、埋设地下管道、打井等工程活动中常出现埋设地下管道、打井等工程活动中常出现 614.基坑突涌基坑突涌 当基坑

32、下部有承压水层时，开挖基坑减小了底板隔水层的厚度，当基坑下部有承压水层时，开挖基坑减小了底板隔水层的厚度，当隔水层较薄经受不住承压水头压力，承压水头压力就会冲毁基当隔水层较薄经受不住承压水头压力，承压水头压力就会冲毁基坑底板，这种现象称为坑底板，这种现象称为 基坑突涌基坑突涌62防渗处理措施防渗处理措施1.水工建筑物渗流处理措施水工建筑物渗流处理措施 水工建筑物的防渗工程措施一般以水工建筑物的防渗工程措施一般以“上堵下疏上堵下疏”为原则，上游为原则，上游截渗、延长渗径，下游通畅渗透水流，减小渗透压力，防止渗透截渗、延长渗径，下游通畅渗透水流，减小渗透压力，防止渗透变形变形 垂直截渗垂直截渗 主

33、要目的主要目的: :延长渗径，降低上、下游的水力坡度，若垂直截渗能完延长渗径，降低上、下游的水力坡度，若垂直截渗能完全截断透水层，防渗效果更好。垂直截渗墙、帷幕灌浆、板桩等全截断透水层，防渗效果更好。垂直截渗墙、帷幕灌浆、板桩等均属于垂直截渗均属于垂直截渗 63设置水平铺盖设置水平铺盖 上游设置水平铺盖，与坝体防渗体连接，延长了水流渗透路径上游设置水平铺盖，与坝体防渗体连接，延长了水流渗透路径 粘土铺盖粘土铺盖64设置反滤层设置反滤层 砂垫层砂垫层水位水位加筋土工布加筋土工布回填中粗砂回填中粗砂抛石棱体抛石棱体设置反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而设置反滤层，既可通畅水流，又

34、起到保护土体、防止细粒流失而产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层 65排水减压排水减压 粘性土粘性土含水层含水层减压井减压井为减小下游渗透压力，在水工建筑物下游、基坑开挖时，设置为减小下游渗透压力，在水工建筑物下游、基坑开挖时，设置减压井或深挖排水槽减压井或深挖排水槽 662.基坑开挖防渗措施基坑开挖防渗措施工程降水工程降水 采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位在基坑内（外

35、）设置排在基坑内（外）设置排水沟、集水井，用抽水水沟、集水井，用抽水设备将地下水从排水沟设备将地下水从排水沟或集水井排出或集水井排出原地下水位原地下水位明沟排水明沟排水原水位面原水位面一级抽水后水位一级抽水后水位二级抽水后水位二级抽水后水位多级井点降水多级井点降水要求地下水位降得较深，要求地下水位降得较深，采用井点降水。在基坑周采用井点降水。在基坑周围布置一排至几排井点，围布置一排至几排井点，从井中抽水降低水位从井中抽水降低水位 67设置板桩设置板桩 沿坑壁打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时增加了地沿坑壁打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时增加了地下水的渗流路径，减小水力坡降下水的渗流路径，减小水力坡降钢板桩钢板桩水下挖掘水下挖掘 在基坑或沉井中用机械在水下挖掘，避免因排水而造成流在基坑或沉井中用机械在水下挖掘，避免因排水而造成流砂的水头差。为了增加砂的稳定性，也可向基坑中注水，砂的水头差。为了增加砂的稳定性，也可向基坑中注水，并同时进行挖掘并同时进行挖掘 68