基本介紹
- 中文名：井阻
- 外文名：well resistance
- 學科：土力學
- 定義：對滲流的阻力作用
- 有關術語：滲流
- 套用：地基處理
簡介,滲流,井阻影響,
簡介
排水井材料的滲透性一般遠較粘土大，這也正是排水井能加快軟粘土固結的原因所在，但其值畢竟是有限的；因此，軟粘土地基在固結過程中，從排水井向外排出的水流將會受到一定的阻力，我們把這一現象稱為井阻作用。此外，在打設排水井時必然會使排水井周圍的土體產生不同程度的擾動，從而在板周圍形成一層塗抹區，土的滲透係數變小，我們稱此為塗抹作用。由此可見，井阻和塗抹作用均直接影響排水井地基的固結速率。固結速率是指土層發生主固結的快慢程度。主要取決於土的 固結係數和土層排水距離的大小。固結係數越大，土層排水距離越小，土層固結得越快，也即固結速率越大。
豎井地基固結解析理論是豎井地基設計的重要理論基礎。豎井按是否考慮井阻效應和塗抹效應分類，可分為理想井和非理性井兩類。理想井不考慮井阻效應和塗抹效應，非理想井考慮井阻效應和塗抹效應。不考慮井阻效應認為豎井的滲透係數或排水能力為無限大；反之則認為豎井的滲透係數或排水能力為有限值。由於考慮井阻效應的非理想井更能反映工程實際情況，因此較具影響力的豎井固結理論。
滲流
滲流是指流體在孔隙介質中的流動。由顆粒狀或碎塊材料組成，並含有許多孔隙或裂隙的物質稱為孔隙介質。通常，在地表面以下的土壤或岩層中的滲流稱為地下水運動，是自然界最常見的滲流現象。滲流在水利、地質、採礦、石油、環境保護、化工、生物、醫療等領域都有廣泛的套用。如開發利用地下水資源、防止建築物地基發生滲透變形、基坑排水等均需套用滲流理論。滲流是水在土壤孔隙中的運動，而土壤孔隙的形狀、大小和分布是極為複雜的，因此滲流水質點的運動軌跡也是很不規則的，具有隨機性質。但在實際工程上。並不需要了解具體孔隙中的滲流情況，而是採用某種統計平均值來描述滲流，即用簡化了的滲流模型來代替實際的滲流。為研究方便，對實際的滲流提出兩點簡化。其一，不考慮滲流路徑的曲折迂迴，只考慮它的主要流向；其二，略去滲流區的土壤顆粒，認為滲流充滿全部的流動空問(包括土壤顆粒和孔隙)。但實際滲流中土壤顆粒與水之間的相互作用在滲流模型中仍然存在。為了使假想的滲流模型在水力特性方面和實際滲流相一致，它必須滿足下列條件：①對於同一過水斷面，滲流模型所通過的流量等於實際滲流所通過的流量；②滲流模型和實際滲流在流程內的水頭損失相等。這樣，滲流模型就可以完全模擬真實滲流。
井阻影響
細長的排水板的縱向通水能力以及它隨時間變化會直接影響到土體的固結速率。影響排水板通水能力的因素有很多，歸納起來有以下幾類：1）排水板的結構和幾何特性是保證提供足夠過水條件的基本因素，地基中的水從地基土壤流入塑膠排水板，從排水板的縱向溝槽中排走，這種水力性狀屬於管流，管路接近矩形斷面。2）地基上施加的預壓荷載及加固土層對排水板造成的側向壓力是塑膠排水板通水能力的一個函式，它為固結排水提供必要的水頭，形成必要的超靜水壓力，同時側壓力的作用使排水板的濾膜受壓凹入溝槽內，減少過水斷面，增加了井阻。3）在地基排水固結過程中，排水板隨地基沉降發生彎曲和折曲，這些彎曲和折曲改變排水板過水通道的形狀和大小，阻塞水流，增加水流阻力，據研究在現場排水板的彎曲沉降率可能會超過20%，一般在15%~35%，根據有關單位研究表明，當彎曲率為25%時，在土中塑膠排水板的縱向通水能力比沒有彎曲時要小40%~50%，國外有試驗資料表明，排水板由於彎曲比率增加，井阻將是非線性的迅速增加，且試驗中測出排水板在土中的井阻要比理論計算值大2倍。在荷載的長期作用下，塑膠排水板也會發生蠕變，隨時間的增加逐步改變排水板的形狀，減少排水通道的面積，增加井阻，降低排水能力。4）塑膠排水板內水流由排水板進入水平排水層（一般為砂墊層）時存在著局部水頭損失，水平排水砂墊層含泥量越高，則局部水頭損失越大。5）地基內一部分極細粒徑的黏土顆粒被滲水帶進濾膜或排水溝槽，堵塞濾膜和溝槽，從而降低通水能力。6）在地基內有一些生物、微生物菌集在排水板表面以及受酸鹼等物質長期作用，這些均會危及塑膠排水板的耐久性，影響排水板的通水能力。
