壩基滲透變形可進—步掌握實際水力梯度、臨界水力梯度和允許水力梯度的概念。
基本介紹
- 中文名：壩基滲透變形
- 詞性：名詞
- 簡介：臨界水力梯度和允許水力梯度
- 優點：抗滲能力較高，不產生滲透破壞
基本信息,其他信息,
基本信息
壩的地基在長期滲流作用下，土體顆粒流失，導致地基變形甚至破壞的現象。水工建築物地基的滲透變形，主要發生在砂礫石層和膠結不良的斷層破碎帶中。工程實踐表明，地基滲透變形可使岩土體孔隙增大，承載力降低,甚至出現管道空洞,導致地基失穩，在閘、壩、堤防事故中占有很大比例。因此，研究壩基岩土體滲透變形及其防治措施，是關係到水利工程安全運行的關鍵問題之一。
滲透變形形式一般有管涌、流土、接觸沖刷，其中以管涌和流土最為常見。它們與岩土體結構、顆粒級配和水力條件等因素有關。
管涌滲流將土體中細顆粒帶走的現象，又稱潛蝕。在砂礫石層中，特別在缺乏中間粒徑的砂礫石層中最易發生。在未膠結的斷層破碎帶中也可見到管涌。當岩層的膠結物為易溶的岩鹽和石膏時，在滲流作用下，膠結物被溶解帶走，又稱化學管涌。根據管涌隨時間發展的不同情況，可分為發展性管涌和非發展性管涌。前者是指在一定滲透流速下，管涌隨時間連續發展，最終引起土體破壞；後者是指在某一滲透流速下，發生管涌，有細粒移動和帶出，但其帶出量不大，也不隨時間而增加，經一段時間後細顆粒甚至停止跳動和帶出，滲透係數並不增大，土體仍不失去抗滲強度。
流土滲流動水壓力使土體表層顆粒呈現浮動的現象。壩基往往由於排水失效，致使下游邊坡逸出部位的動水壓力大於土體自重，而導致流土發生。流土一般多發生在表層為弱透水層，下部為強透水的砂礫石層組成的雙層地質結構中。
其他信息
接觸沖刷當滲流沿著粗細兩種土層接觸面或建築物與地基的接觸面流動時，沿接觸面帶走細顆粒的現象，稱接觸沖刷。對多層地質結構的土體，各層的滲透係數相差懸殊時，垂直層面滲流將滲透係數小的土層中的細粒帶到滲透係數大的土層中的現象，又稱接觸流失。
滲透變形形式判別砂礫石地基上的水工建築物滲透變形的發生及其形式的判斷，在很大程度上取決於地基砂礫石的級配特徵。20世紀50～60年代，砂礫石層滲透變形形式的判斷,多以不均勻係數Cu)=d/d（d、d為土粒粒徑,小於該粒徑的顆粒重量分別占總重量的60%和10%）為依據,Cu)小於10的土滲透變形形式為流土;Cu)大於20的土為管涌土。60年代後,通過大量工程實踐,發現級配不連續的土，儘管不均勻係數大於20，如果細粒含量大於35%,其滲透變形形式仍然是流土。因此,對於級配不連續的土，提出以細粒含量作為判別滲透變形形式的標準(表1)。區分粗細粒徑的方法是：對級配不連續的土，以顆粒組成曲線中缺乏的粒徑組或含量不足3%的粒徑組,為粗細料的區分粒徑；對級配連續的土，方法較多，一般為了簡便，有的以1.0mm也有的以2.0mm作為區分粒徑。雙層地基的滲透變形形式主要為接觸沖刷。一般認為相鄰兩層土體的d比值小於或等於10，且兩層土的不均勻係數均小於或等於10時，將不致產生接觸沖刷。反之，則應考慮接觸沖刷問題。凡兩層土體之間的滲透係數比值等於或小於10，或者兩層土體的d比值小於或等於3時,可按單層土體結構來考慮（d為土粒粒徑，小於該粒徑的土重占總土重的20%）。
此外，當滲透變形形式確定後,也可根據表2選取臨界比降與允許比降值。其中允許比降值的確定是採用了1～2的安全係數。鑒於流土破壞對建築物的安全威脅最大，一般安全係數取大值，管涌一般取1.0～1.5。
對未膠結的斷層破碎帶、裂隙密集帶和軟弱夾層等，由於其顆粒組成變化較大，其滲透變形形式有管涌型也有流土型。抗滲能力主要與帶內粘土礦物成分、可溶物質含量多少和細粒填充緊密程度有關。一般抗滲能力較高，不易產生滲透破壞。但當破碎帶或軟弱夾層兩側岩體裂隙發育，貫穿性好，或滲徑短，使滲流比降大於夾層臨界比降時，也會產生滲透破壞。
