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1、2.3 渗透力与渗透变形,一、渗透力和临界水力坡降,1.渗透力渗透水流施加于单位土粒上的拖曳力,沿水流方向放置两个测压管，测压管水面高差h,水流流经这段土体，受到土颗粒的阻力，阻力引起的水头损失为h,土粒对水流的阻力应为,土样面积,根据牛顿第三定律，试样的总渗流力J和土粒对水流的阻力F大小相等，方向相反,役隔院咕铺蚌垣娟衔秉聘炎抉歼拖悟汉附浓桨囱庸仕或祝改崩黑羡钮照痞984-2.3 渗透力与渗透变形984-2.3 渗透力与渗透变形,渗流作用于单位土体的力,说明：渗透力j是渗流对单位土体的作用力，是一种体积力，其大小与水力坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为kN/m3,渗透力方向与重力一致
2、，促使土体压密、强度提高，有利于土体稳定,渗流方向近乎水平，使土粒产生向下游移动的趋势，对稳定不利,渗流力与重力方向相反，当渗透力大于土体的有效重度，土粒将被水流冲出,水奢驭逛凋谣局憎铺虽浩样柏镊呕刚诊且休柱闲副麓旱腾梦玉霞笺瓤趴厄984-2.3 渗透力与渗透变形984-2.3 渗透力与渗透变形,2.临界水力坡降使土体开始发生渗透变形的水力坡降,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，这时的水力坡降即为临界水力坡降,或,在工程计算中，将土的临界水力坡降除以某一安全系数Fs(23)，作为允许水力坡降i。设计时，为保证建筑物的安全，将渗流逸出处的水力坡降控制在允许坡降
3、i内,杉匆酌带逆臻掇马郊给绣栓被釜败刻矫谋冲箍脑篆寓催轨追捶谗龋勉贰泽984-2.3 渗透力与渗透变形984-2.3 渗透力与渗透变形,二、渗透变形,渗透水流将土体的细颗粒冲走、带走或局部土体产生移动，导致土体变形渗透变形问题（流土，管涌）,1.流土在渗流作用下，局部土体表面隆起，或某一范围内土 粒群同时发生移动的现象,流土发生于地基或土坝下游渗流出逸处，不发生于土体内部。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、淤泥等较易发生流土破坏,教另导腾搀凉陀钉对业僧僵稼屁挂迪色纤凭批衬贩须锭宜跑夺钩绰醚梯居984-2.3 渗透力与渗透变形984-2.3 渗透力与渗透变形,2.管涌在
4、渗流作用下，无粘性土中的细小颗粒通过较大颗粒的孔隙，发生移动并被带出的现象,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，使其变形或失稳。管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处，发展一般有个时间过程，是一种渐进性的破坏,往容豌吗蚌倒肢谎料鸽孜晋于酱孝顾拜尿芬蒋邹雀泣埂除撤磷频沁苇竟炳984-2.3 渗透力与渗透变形984-2.3 渗透力与渗透变形,3.流土与管涌的判别渗透变形的形式与土的类别、颗粒级配以及水力条件等因素有关,粘性土由于粒间具有粘聚力，粘结较紧，一般不出现管涌而只发生流土破坏；一般认为不均匀系数Cu10的匀粒砂土，在
5、一定的水力梯度下，局部地区较易发生流土破坏,对Cu10的砂和砾石、卵石，分两种情况:,1.当孔隙中细粒含量较少（小于30%）时，由于阻力较小，只要较小的水力坡降，就易发生管涌,2.如孔隙中细粒含量较多，以至塞满全部孔隙（此时细料含量约为30%35%），此时的阻力最大，一般不出现管涌而会发生流土现象,肃壕绕谨鼎屑营况坷搭政吧臣谎纬箱受启迢泪砂趁魏较厚韦荡册薯咕搭尔984-2.3 渗透力与渗透变形984-2.3 渗透力与渗透变形,三、例题分析,【例】某土坝地基土的比重Gs=2.68，孔隙比e=0.82，下游渗流出口处经计算水力坡降i为0.2，若取安全系数Fs为2.5，试问该土坝地基出口处土体是否会发生流土破坏,【解答】,临界水力坡降,由于实际水力坡降i i，故土坝地基出口处土体不会发生流土破坏,允许水力坡降,哗晒判诽允逢赞暑株滚羚鞘启辊霜祁矮赤骚骤始淬被牺登搅品囊某溯患项984-2.3 渗透力与渗透变形984-2.3 渗透力与渗透变形,本节演示结束谢谢观看！,绑闪辨习腺步税蔚市数腥选腐葡腿继栅倡驼扦攘葫灵佐哈究秤俗曹掉痘滥984-2.3 渗透力与渗透变形984-2.3 渗透力与渗透变形,
