浅谈地基土渗透稳定的判别方法
建筑工程中的土壤稳定性分析

建筑工程中的土壤稳定性分析在建筑工程中,土壤稳定性分析是一个至关重要的环节。
土壤的稳定性直接关系到建筑物的安全和持久性,因此对土壤进行准确的分析和评估是非常必要的。
本文将从土壤的稳定性分析方法、测试数据的收集与处理、土壤稳定性评价指标等方面进行论述。
1. 土壤稳定性分析方法土壤稳定性分析的方法主要包括室内试验和现场观测两种。
室内试验主要是通过采集土壤样本进行试验,包括压实试验、剪切试验、渗透试验等。
这些试验可以得到土壤的物理力学性质和水力性质,从而评估土壤的稳定性。
现场观测则是通过在工程现场进行监测和记录,观察土壤的变形和沉降情况。
2. 测试数据的收集与处理在进行土壤稳定性分析时,需要收集大量的测试数据。
首先是土壤的物理力学性质,包括密度、含水率、孔隙比等。
这些数据可以通过采集土壤样本进行室内试验得到。
其次是土壤的水力性质,包括渗透系数、水分保持量等。
这些数据可以通过渗透试验和水分保持试验得到。
此外,还需要收集土壤的变形和沉降数据,以及现场监测数据。
在收集到测试数据后,需要进行数据处理,包括数据的整理、筛选和分析。
首先,将测试数据整理成表格或图表形式,便于对数据进行比较和分析。
然后,对数据进行筛选,排除异常值和不符合要求的数据。
最后,对筛选后的数据进行统计和分析,得出土壤的稳定性评价结果。
3. 土壤稳定性评价指标土壤的稳定性评价指标主要包括抗剪强度、承载力和变形特性等。
抗剪强度是指土壤抵抗剪切破坏的能力,常用的指标包括抗剪强度参数和摩擦角。
承载力是指土壤抵抗建筑物荷载的能力,常用的指标包括承载力系数和标准承载力。
变形特性是指土壤在受力后的变形程度,常用的指标包括应变模量和压缩系数。
4. 土壤稳定性分析的应用土壤稳定性分析在建筑工程中具有广泛的应用。
首先,在地基处理中,需要对土壤的稳定性进行评价,选择合适的地基处理方法,保证建筑物的安全和稳定。
其次,在坡体工程和边坡工程中,需要对土壤的稳定性进行分析,评估土壤的抗滑性和抗冲刷性,保证土壤的稳定。
附录G土的渗透变形判别

附录G土的渗透变形判别G.0.1、土的渗透变形特征应根据土的颗粒组成、密度和结构状态等因素综合分析确定。
1、土的渗透变形宜分为流土、管涌、接触冲刷和接触流失四种类型。
2、黏性土的渗透变形主要是流土和接触流失两种类型。
3、对于重要工程或不易判别渗透变形类型的土,应通过渗透变形试验确定。
G.0.2、土的渗透变形判别应包括下列内容:1、判别土的渗透变型类型。
2、确定流土、管涌的临界水力比降。
3、确定土的允许水力比降。
G.0.3、土的不均匀系数应采用下式计算:式中Cu——土的不均匀系数;d60——小于该粒径的含量占总土重60%的颗粒粒径(mm);d10——小于该粒径的含量占总土重10%的颗粒粒径(mm)。
G.0.4细颗粒含量的确定应符合下列规定:1、级配不连续的土:颗粒大小分布曲线上至少有一个以上粒组的颗粒含量小于或等于3、%的土,称为级配不连续的土。
以上述粒组在颗粒大小分布曲线上形成的平缓段的最大粒径和最小粒径的平均值或最小粒径作为粗、细颗粒的区分粒径d,相应于该粒径的颗粒含量为细颗粒含量P。
2、级配连续的土:粗、细颗粒的区分粒径为式中d70——小于该粒径的含量占总土重70%的颗粒粒径(mm)。
G.0.5无黏性土渗透变形类型的判别可采用以下方法:1、不均匀系数小于等于5的土可判为流土。
2、对于不均匀系数大于5的土可采用下列判别方法:1)流土:2)过渡型取决于土的密度、粒级和形状:3)管涌:3、接触冲刷宜采用下列方法判别:对双层结构地基,当两层土的不均匀系数均等于或小于10,且符合下式规定的条件时,不会发生接触冲刷式中D10、d10——分别代表较粗和较细一层土的颗粒粒径(mm),小于该粒径的土重占总土重的1、0%。
4、接触流失宜采用下列方法判别:对于渗流向上的情况,符合下列条件将不会发生接触流失。
1)不均匀系数等于或小于5的土层:式中D20——较粗一层土的颗粒粒径(mm),小于该粒径的土重占总土重的20%;d70——较细一层土的颗粒粒径(mm),小于该粒径的土重占总土重的70%。
土的渗透性及渗透稳定

水力梯度:单位流程总水头的变化
注意:
水头的大小随选取的基准面不同而不同; 最关心的不是水头而是水头差; 水在土中的渗流是从高水头向低水头流动。
二、饱和土的渗透规律-----Darcy定律
(一)渗透定律 法国学者达西(Darcy),砂土实验结果(1852-1856) 渗透速度与水头梯度成正比:
Q= K h1 h2 A =kiA
L
或 v=ki
式中:v—渗透速度(cm/s); i—水头梯度; k—渗透系数(cm/s); Q—渗透流量(cm3/s)
A—截面积。
Darcy渗透定律
(二) Darcy定律适用范围
达西定律只适用于层流
适用于中砂、细砂、粉砂等
粗砂、砾石、卵石等粗颗粒土不适合。
dQ=-adh
另外 dQ=kiAdt=k (h/L) Adt
流入和流出相等:
-adh= k(h/L)Adt 即
dt aLdh kAh
整理并积分得
由此求得渗透系数:
(二)现场试验法 粗颗粒土或成层的土,室内试验时不易取得原状土样; 小土样不能反映天然土层的结构性。 现场方法:野外注水试验和野外抽水试验等
u 2 w h2 w (h1 L h)
的表达式都同前。 根据试样受力平衡条件得到 ,
u1 w
sat L w h1 w h1 w L w h
、
( sat w ) L w h
L wh
适用条件
砂性土
哈赞 (Hazen)
上式适用于中等 密实砂,下式适 于土的有效粒径 0.1~3mm, Cu<5时的松砂 。
太沙基 (Tazaghi ) 水利水电工 程地质勘察 规范 GB50287-
基土渗透变形类型及其判别方法

式 中 :H 一 上游水 头高程 ,取 正常 蓄
对 于 连续 级配 的砂砾 石土 根据 测得 的流失 在坝 基下游 水流 出逸 出当垂直 向上 的 水位 ; 颗 粒 粒径来 看 ,大 致可用 2 a r m 作 为 骨料 与 水流渗透力j 等于土的浮 P 密度时,即: H 2 —下游水头高程。取坝后地下水位; 填料 的区分 粒径 。 i : t p :。= ( — a s - O p o 。 2 b 一坝 基宽度 或渗 流长度 ( m)
降下,什么情况下发生流土破坏 ,什么情 含量 , 以质量 百 分 比计 ( % );n 一 土 的 况下发生管涌破坏,在渗透变形类型判别 孔隙率 ( %);d 广 粗细颗粒 的区分粒 中常 常出现 不准 确或 错误 情况 ,下面 谈谈 径 ( mm );d 7 o 一 小 于 该 粒 径 含 量 占 总 这 方 面的看法 。 土 中7 0 %颗 粒 的 粒 径 ( mm );d l o 一 小 渗透 变形破 坏类 型判别 于 该 粒 径 含 量 占总 土 中 1 O %颗 粒 的粒 径 土 的 特 性 对 渗 透 变 形 形 式 有 很 大 ( mm)。 关 系 ,一般情况是粘性 土和不均匀 系数 d 、d d 7 o 值均由颗粒分析试验得到 C < 1 0 的匀粒砂 ,在一定水力坡 降下 ,容 的颗 粒分 析 曲线 查得 ,该 颗分 曲线必 须要 易 发 生 流 土 ;C . , > 1 0 的不 匀 粒 砂 砾 石 土 求精确,否则 ,运用上述公式判别渗透变 ( 包 括 曲率 系 数 c ≠1 — 3 的不连 续 级 配 的 形类 型会 出现不准 确 。 砂 砾 石 ),既可 能 发生流 土也 可能 产生管 二 、发 生渗透变 形破 坏 的条件 涌 ,这种 情况 主要决 定 细小填 料 的含量 。 坝基 土或基 槽会 不会发 生流 土或管 涌 这里 所指 的填 料 ,指 自由分散 在孑 L 隙 中的 破坏 ,要 计算 该基 土在 渗流作 用下 的临 界 细小颗粒 ,而互相约束的较粗颗粒称为骨 水力坡降i 。 ,允许水力坡降【 i 】 ,然后与工 料 。区分 骨料 与填料 粒径 标准 :对 于不 连 程实际发生水力坡 降i 实进行比较来进行 续 级 配 的砂砾石 土可 按其 颗粒 大小 分配 曲 判断 。 线 的转折 点所对 应 的粒径 作为 区分 尺寸 , 1 流土 的临界水力坡 降和允许水力坡 降
土石坝渗透及稳定性分析探讨

土石坝渗透及稳定性分析探讨摘要:渗流问题是土石坝安全的关键,渗流控制是土石坝建设的重中之重。
在渗流控制措施上,随着渗流控制理论的发展,由原来的以防为主逐渐向防渗、排渗和反滤层三者相结合。
本文从土石坝渗漏问题、防渗措施、有限元渗流场计算的基本数学模型三个方面进行介绍。
关键词:土石坝渗透稳定性随着我国水利水电建设的快速发展和“西电东输”水电项目的实施,众多高土石坝的建设被提上了日程,特别在深厚覆盖层河谷,地质条件差,地震烈度高,多数坝高较大(尤其200m以上)的大坝选择或拟选择建土石坝。
渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题,直接关系到工程的安全和投资。
土石坝施工简便,地质条件要求低,造价便宜,并可就地取材且料源丰富,是水利水电工程中极为重要的一种坝型。
土石坝坝体用散粒材料填筑,挡水后上下游的水头差引起了水流渗过坝体、坝基及两岸坡向下游排出。
由于勘测设计缺陷、施工不良、管理运行不当以及渗流、地震等,都会使土石坝体及其坝基发生缺陷病害,甚至垮坝失事。
在土石坝中,坝体和坝基的渗漏较为频繁,许多中、小型病库,就是因为坝身、坝基等产生渗漏造成险情。
一、土石坝渗漏问题(一)坝基渗漏。
坝基渗漏主要有以下两种渗漏方式:一是铺盖裂缝产生的渗漏。
铺盖裂缝一般是由于施工时防渗土料碾压不严,达不到所要求的容重或铺土时含水量过大, 固结时干缩而产生裂缝;或基础不均匀沉陷时铺盖被拉裂;或铺盖下没有做好反滤层,水库蓄水后在高扬压力下被顶穿破坏;也有施工时就近取土,破坏了覆盖层作为天然铺盖的防渗作用。
二是心墙下截水墙与基础接触冲刷破坏。
截水墙与基础的接触边界是最容易形成渗流通道的薄弱环节。
在截水墙下游与基础接触边界处设置反滤层失效,导致接触冲刷,坝体和基础土料被带走,就会造成坝体严重破坏。
(二)坝身渗漏。
土石坝常因斜墙、心墙等防渗体裂缝形成渗流的集中通道,导致管涌的发生,甚至引起坝体的失事破坏。
具体地讲有以下几种情况:一是心、斜墙裂缝漏水。
土的渗透性和渗透变形

目录
• 土的渗透性 • 渗透变形 • 渗透变形的防治 • 渗透变形的影响 • 案例分析
01 土的渗透性
定义与特性
定义
土的渗透性是指水在压力差的作用下 通过土体的能力,是描述土体透水性 能的指标。
特性
与土的颗粒大小、形状、排列、孔隙 大小和连通性等因素有关。
影响渗透性的因素
生态平衡
土的渗透变形可能影响土壤中的微生物和植物生长, 破坏生态平衡。
对人类生活的影响
居住安全
土的渗透变形可能影响居民住宅的安全,如地基下沉、房屋开裂 等,影响居住质量。
公共安全
在公共设施中,如学校、医院等,土的渗透变形可能对人员安全 造成威胁。
经济影响
土的渗透变形可能对建筑、道路、水利等基础设施造成严重破坏, 导致巨大的经济损失。
粘土心墙
在土体中建造混凝土防渗墙,以阻止 水分渗透。
在土体中建造粘土心墙,以增加土体 的不透水性。
帷幕灌浆
通过向土体中注入水泥浆,形成一道 阻水帷幕。
排水措施
排水沟
在土体周围设置排水沟,以引导 水分流出。
排水井
在土体中设置排水井,以降低地下 水位。
排水垫层
在土体底部设置排水垫层,以排出 水分。
改变边界条件
某矿山的渗透变形问题
总结词
矿山开采过程中,由于地下水位的下降 和采空区的形成,容易导致矿山发生渗 透变形问题,如地面塌陷、裂缝等。
VS
详细描述
在矿山开采过程中,随着地下水位的下降 和采空区的形成,矿山周围的岩土体受到 较大的应力作用。当应力超过岩土体的抗 剪强度时,容易出现地面塌陷、裂缝等问 题。这些问题不仅会影响矿山的生产安全 ,还可能对周边地区的生态环境和居民安 全造成威胁。
土的渗透性及渗透稳定确定

§2-2 达西定律及其适用范围
可以用粒径来描述Darcy定律的范围
层流(线性流) ——大部分砂土,粉土;疏松的粘土及砂性较 重的粘性土
两种特例
上限:粗粒土 v>vcr
①砾石类土中的渗流不符合达西定律 ②砂土中渗透速度 vcr=0.3-0.5cm/s
下限:粘性土
致密的粘土 i>i0, v=k(i - i0 )
2.毛细网状水带
位于毛细水带的中部
3.毛细悬挂水
位于毛细水带的上部
土中毛细现象
第二章 土的渗透性及渗透稳定 §2-1 土的毛细性
二、毛细压力
毛细压力:土粒接触面上存在毛 细水,由于土粒表面的润湿作用,使 毛细水形成弯面。在水和空气的分界 面上产生表面张力是沿弯液面切线方 向作用,它促使土粒互相靠拢,在土 粒接触面上产生压力,称为毛细压力
水井渗流
Q
天然水面
不透水层
透水层 渗流量
第二章 土的渗透性及渗透稳定
渠道渗流
原地下水位
渗流量
渗流时地下水位
第二章 土的渗透性及渗透稳定
渗流滑坡
渗流滑坡
第二章 土的渗透性及渗透稳定
土的渗透性及渗透规律 二维渗流及流网
渗透力与渗透变形
渗流量 渗水压力 渗透变形 渗流滑坡
挡水建筑物 集水建筑物 引水结构物 基坑等地下施工 边坡渗流
常水头法仅适用于:透水性较大的砂性土
透水性较小的粘性土
2.室内试验方法2—变水头试验法
(k 10 3cm / s)
试验装置:如图 试验条件: Δh变化,A,L=const 量测变量: Δh ,t
第二章 土的渗透性及渗透稳定 一.渗透试验简介
§2-3 渗透系数及其确定方法
桩基础的桩基础的渗透稳定性分析

桩基础的桩基础的渗透稳定性分析桩基础,作为建筑结构中常用的一种基础形式,其稳定性对于建筑物的安全性有着至关重要的影响。
在桩基础设计中,渗透稳定性是一项非常重要的考虑因素。
本文将对桩基础的渗透稳定性进行分析,探讨其影响因素和稳定性判定方法。
1. 渗透稳定性的概念和影响因素渗透稳定性,即桩基础周围土体的渗透稳定性,指当桩基础承受较大荷载时,土体不能发生破坏或产生较大变形,从而导致桩基础承载能力的降低。
因此,保证桩基础周围土体的渗透稳定性是保证桩基础整体稳定性的重要因素之一。
影响桩基础渗透稳定性的因素很多,包括土的力学参数、荷载作用、土体孔隙水压力、土层厚度、孔隙度、渗透系数等等。
其中,土的力学参数如抗剪强度和抗压强度等是决定土体稳定性的关键因素之一,同时荷载作用对于土体力学性质的影响不可忽视。
此外,水压力对于土体渗透性的影响也是桩基础渗透稳定性的重要考虑因素。
2. 桩基础渗透稳定性分析的方法桩基础的渗透稳定性分析通常需要考虑桩身土体的孔隙水压力、应力状态等因素,可以使用数值分析方法对其进行计算和判断。
数值分析方法常用的有有限元法、边界元法、离散元法等等。
其中,有限元法应用最为广泛,通过将桩基础和土体分割成有限个单元,建立数学模型,计算土体和桩基础的应力和变形情况。
边界元法则通过将问题空间分割成多个边界,以边界上的物理量为自变量建立边界积分方程,从而解得问题的解。
离散元法则将实体离散化为一个又一个小的微粒,通过计算微粒间的力学相互作用,来分析问题的应力和变形。
除了数值分析方法,实验方法也是渗透稳定性分析的重要手段,如桩土模型试验、桩静载试验、桩动力试验等。
这些试验可以模拟实际的荷载作用和土体的响应情况,用于验证渗透稳定性计算的准确性。
3. 渗透稳定性判定的标准桩基础渗透稳定性判定的标准通常是针对木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩等不同材料的桩进行分类判别。
一般来说,当孔隙水压力超过土体的重量时,桩周土体会流失,出现管柱效应或井筒效应,导致桥墩倾斜或下沉,因此孔隙水压力是判定桩基础渗透稳定性的关键因素之一。
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浅谈地基土渗透稳定的判别方法
王 楠 ,张 坤
( 1通 化 市水 利 水 电勘 测 设 计 研 究 院 , 吉林 通 化 1 4 0 ; 3 0 0 2中水 东 北 勘 测 设 计 研 究 有 限 责 任 公 司 工 程 勘 察 院 , 吉林 长 春 1 0 6 3 02) 摘 要 :土 体 的 渗透 稳 定 J 是 指在 渗 流 条 件 下 宽级 配 土 体 内粗 颗 粒 阻 止 细颗 粒 流 失 的能 力 。如 何判 别 及 如 何确 定公 式 『 生
( - .3 = . 4 10 3 ) 1 1 。
、
验 算 闸基 出 口段 稳 定性 时 ,当 4 f( 一 ) 1 时 为 流 土 P 1n
破 坏 ;当 4 ( 一 P 1n)< 1时为 管 涌 破 坏 。
由 分资料计算 : f1 √ .x 0= .。 颗 d . 06 2 45 根据闸基土颗 = 3
n
三兰 兰 三 : :
分 试 验 曲线 43 1查得 P 为 6 % , .— 1 圆砾 土 孔 隙率 n为 03 , .3
根 据 公 式 : 4 ( _ ) = P 1n 4X061 ( - .3 . 1 03 )=16 1 因此 .> ,
设 安 全 系 数 为 2 0 =11 ÷ 2 0 5 . ,J .4 = .7。 取 值 还 应 进 一 步 修 正 。 以往 资 料 中 ,级 配 连 续 土 区分 粒 径
比较 以上 两 种 判 别 方 法 ,认 为 粗 细 粒 径 的 区分 粒径 d 的 于 某 t 小
圆 砾 土 的渗 透 破 坏 为 管 涌 。
双 河 拦 河 闸 颗 分 曲 线
00 I
- 境值 平 _Βιβλιοθήκη 50 、 I
”
量
墨宝 暑暑 导 = 暑
三
一
一
出 口段 允 许 比 降 :由 水 闸设 计 规 范 ( L 6 - 2 01 S25 0 ) 表 6 04,查 得 圆砾 土 允 许 比 降 0 4 — .5,建议 采 用 允 许 .. .5 0 5 比降 为 0 5 .0。圆 砾 土 水 平 段 允 许 比 降 : 由 水 闸 设 计 规 范 ( L 6 -2 0 S 2 5 0 1) 表 6 04 , 查 得 圆 砾 土 允 许 比 降 .. 0 1 - .8,建议 采 用 允 许 比 降 为 0 2 。 .7 0 2 .2 二 、 据 《 利 水 电工 程 地 质 勘 察 规 范 》 G 5 4 7 0 8 根 水 ( B 0 8—2 0 )
粒径 d √ ・ = .6 f 。 = 。 1 ,相应的细颗粒含量 P 4 .%> 9 = 70
3 % , 圆砾 土 的 渗 透 变 形 类 型 属 流 土 型 。 5 根 据 ( 06 公 式 计 算 圆砾 土 的 临 界 水 力 比降 J G. .) :设
Gs 2 7 = .0,n 0 3 。 则 J = ( 一 ) ( 一 = ( .- ) X = .3 Gs 1 1n) 27 1
中 图分 类号 :T 4 1 U 7 文 献 标 识 码 :A 文 章编 号 : 10 — 9 3 ( 0 2 5 0 6 — 2 0 6 7 7 2 1 )0 — 1 40
土体 的 渗 透 稳 定 性 是 指 在 渗 流 条 件 下 宽 级 配 土 体 内粗 颗 粒 阻 止 细 颗 粒 流 失 的能 力 。 地 基 土 渗 透 稳 定 的公 式 及 判别 条 件 主 要 按 照 水 闸设 计 规 范 ( L 6 — 0 )与 水 利水 电 S 2 52 0 1 工 程 地 质 勘 察 规 范 ( GB5 4 7 2 0 0 8 — 0 8)规 范 。但 是 ,如 何 判 别 及 如 何 确 定公 式 的 适 用 条 件 , 目前 在 勘 察 设 计 实 践 过 程 中 ,部 分 工 程 技 术 人 员 对 地 基 土 的渗 透 稳 定 的理 解 深 度 和 适 用 条 件 存 在 偏 差 ,给 工 程 设 计 和 质 量 留下 了隐 患 。 本 文 首 先 利 用 辽 宁 省 清 原 县 双 河 拦 河 闸颗 分 资 料 ,分 别 按 水 闸设 计 规 范 ( L 6 — 0 )与 水 利 水 电工 程 地 质 S 2 5 2 01 勘 察 规 范 ( GB5 4 7 2 0 )规 范 来 对 闸 基 土 渗 透 稳 定 进 0 8 —0 8 行分析计 算。 该 水 闸地 基 土 为 圆砾 ,颗 分 曲线 见 下 图 1 。 按 《 闸设 计 规 范 》( L 6— 0 1 水 S 2 5 2 0 )中 6 0 5中 所 述 ..
小 于某
的适 用条 件 , 目前 在勘 察设 计 实 践 过 程 中 ,部 分 工 程技 术 人 员 对 地 基 土 的渗 透 稳 定 的理 解 存 在 偏差 ,给 工 程 设 计和 质 量 留下 了 隐患 。 过工 程 实 例 , 文 提 出 了在 级 配连 续性 土 和 级 配不 连 续 性土 中进 行 管 涌型 土 和 流 土型 土 判 别 的标 准 。 通 本 关 键 词 :地 基 土 ;渗 透 稳 定 ;颗 粒 级 配 ;判 别 方 法
附录 G 0 5所 述 ..
无 粘 性 土 不 均 匀 系 数 大 于 5 的土 可 采 用下 列 方法 判 别 圆 砾 土 渗透 变 形 的类 型 。 由颗 分 曲线 可 知 ,该 圆砾 土 不 均 匀 系 数 C 9 5 > 该 圆砾 土属 级 配连 续 土 。 粗 细 粒 径 的 区 分 u= .2 5, 则