流砂现象 管涌和临界水头梯度

由于动水力的方向是与水流方向一致 因此当水的渗流自上向下时 例如图& ’(&(1 ,中容器内的土样 或图& ’(&(#中挡墙底的+点 动水力方向与土体重力方向一致这样将增加土颗粒间的压力 若水的渗流方向自而上时 如图& ’(&(1 9容器内的土样 或图& ’(&(#中的:点 动水力的方向与土体重力方向相反 这样将减小土颗粒间的压力
图& ’(&(1 不同渗流方向对土的影响,向下渗流时9 向上修流时图& ’(&(# 沿基坑支护的水渗流若水的渗流方向自下而上 在土体表面 如图& ’(&(1 9的*点 或图& ’(&(#基坑底的7点 取一单位体积土体进行分析 已知土在水下的浮重度为 ;当向上的动水力5+ 与土的浮重度相等时 即5+ " 2 $" 8" 0 , </ 2 &/4
式中 0 , < 土的饱和重度
这时土颗粒间的压力就等于零 土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定 这种现象就称为流砂
现象 这时的水头梯度称为临界水头梯度$ . - 可由公式 &(4 得到式中 5 土粒的比重9 土的孔隙比水在砂性土中渗流时 土中的一些细小颗粒在动水力作用下 可能通过粗颗粒的孔隙被水流带走 这种现象称为管涌 管涌可以发生于局部范围 但也可能逐步扩大 最后导致土体失稳破坏 发生管涌时的临界水头梯度与土的颗粒大小及其级配情况有关 图& ’(&(4给出了临界水头梯度$ . -与土的不均匀系数:= 间的关系曲线 从图中可以看出土的不均匀系数:= 越大 管涌现象愈容易发生图& ’(&(4 临界水头梯度与土颗粒组成关系流砂现象是发生在土体表面渗流逸出处 不发生于土体内部 而管涌现象可以发生在
渗流逸出处 也可能发生于主体内部流砂现象主要发生在细砂 粉砂及粉性土等土层中 而在粗颗粒土及粘性土中则不易发生