動水壓力產(chǎn)生的流土現(xiàn)象
在地下水自下而上的滲透水流的作用下,當(dāng)向上的滲流力克服了土體向下的重力時,表層土局部范圍內(nèi)的土體或顆粒同時發(fā)生懸浮、移動的現(xiàn)象稱為流土。任何類型的土,只要水力坡降大于臨界水力坡降時,都會發(fā)生流土破壞。臨界水力坡度可按式(6-8)計(jì)算。
式中icr——臨界水力坡度;
ρs——土顆粒密度;
e——土體的空隙比。
若地基為比較均勻的砂層(不均勻系數(shù)C u<10),當(dāng)水位差較大,滲透路徑不夠長,而且下游滲流溢出處產(chǎn)生水力坡降大于臨界水力坡降時,地表將會普遍出現(xiàn)小泉眼,冒氣泡,繼而出現(xiàn)土顆粒群向上鼓起,發(fā)生浮動、跳躍現(xiàn)象,常成為砂沸。砂沸是流土的一種形式。
在堤壩下游滲流逸出處無保護(hù)的情況下,也常發(fā)生流土現(xiàn)象。例如圖6-13所示一座修建在雙層地基上的堤壩,地基表層為滲透系數(shù)較小的粘性土層,且較??;下層為滲透性較大的無粘性土層且k1<k2。當(dāng)滲流經(jīng)過雙層地基時,水頭將主要損失在上游水流滲入和下游水流滲出的薄粘性土層的流程中,在砂層的流程損失很小,因此,造成下游溢出處滲透坡降較大。當(dāng)i > icr就會在下游壩腳處出現(xiàn)土表面隆起,裂縫開展,砂粒涌出,以致整塊土體被滲透水流抬起的現(xiàn)象。這就是典型的流土現(xiàn)象。
圖6-13 堤壩下游逸出處的流土破壞
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