第十七講土的流砂與管涌任課教師：蔣夢雅《工程巖土》在線開放課程學(xué)習(xí)內(nèi)容一流砂與管涌的基本概念二流砂與管涌的形成條件三流砂與管涌的防治措施土工建筑物及地基由于滲流作用而出現(xiàn)了變形或破壞滲流引起的滲透破壞主要有：1.由于滲流力（滲透力）的作用，使土體顆粒流失或局部土體產(chǎn)生移動(dòng)，導(dǎo)致土體變形甚至失穩(wěn)。2.由于滲流作用，使水壓力或浮力發(fā)生變化，導(dǎo)致土體或結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)管涌流砂（或流土）滑坡水庫塌岸，岸坡、土壩在水位降落時(shí)滑動(dòng)，擋土墻等結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)引起1.基本概念粘性土k1<<k2砂性土k2壩體（1）流土：又稱“液化”、“流砂”。在向上的滲透作用下，表層局部土體顆粒同時(shí)發(fā)生懸浮移動(dòng)的現(xiàn)象。滲流（2）管涌原因：內(nèi)因——有足夠多的粗顆粒形成大于細(xì)粒直徑的孔隙外因——滲流力足夠大

在滲流作用下，一定級配的無粘性土中的細(xì)小顆粒，通過較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動(dòng)，最終在土中形成與地表貫通的管道。管涌管涌破壞（3）流砂與管涌的比較流砂土體局部范圍的顆粒同時(shí)發(fā)生移動(dòng)管涌只發(fā)生在水流滲出的表層只要滲透力足夠大，可發(fā)生在任何土中破壞過程短導(dǎo)致下游坡面產(chǎn)生局部滑動(dòng)等現(xiàn)象位置土類歷時(shí)后果土體內(nèi)細(xì)顆粒通過粗粒形成的孔隙通道移動(dòng)可發(fā)生于土體內(nèi)部和滲流溢出處一般發(fā)生在特定級配的無粘性土或分散性粘土破壞過程相對較長導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生塌陷或潰口二、形成條件Fs:安全系數(shù)2.0～2.5[i]:允許坡降i<icr:i=icr:i>icr:土體處于穩(wěn)定狀態(tài)土體發(fā)生流土破壞土體處于臨界狀態(tài)1、流土經(jīng)驗(yàn)判斷：2、管涌（1）內(nèi)因：顆粒幾何條件A、土中粗顆粒所構(gòu)成的孔隙直徑必須大于細(xì)顆粒的直徑；B、不均勻系數(shù)Cu＞10（2）外因：水力條件試驗(yàn)測定方法：改變試樣底部的水頭高度。現(xiàn)象:試樣中細(xì)小土粒移動(dòng)。b圖中：從C點(diǎn)開始，水力梯度稍有增加，滲流速度就會(huì)急劇加大，說明試樣中發(fā)生了管涌。水力坡降級配連續(xù)土級配不連續(xù)土破壞坡降icr0.2—0.40.1—0.3允許坡降[i]0.15—0.250.1—0.2滲流力能夠帶動(dòng)細(xì)顆粒在孔隙間滾動(dòng)或移動(dòng)式發(fā)生管涌的條件，可用管涌水力坡降表示。三、

防治措施增大[i]：下游增加透水蓋重1、防治流砂減小i：上游延長滲徑；下游減小水壓2、防治管涌（1）改善幾何條件：設(shè)反濾層等，反濾層