土的結(jié)構(gòu)特性對滲透變形影響分析

　　土的抗?jié)B強(qiáng)度取決于土體本身的結(jié)構(gòu)。制約滲透變形發(fā)生的土體結(jié)構(gòu)特性包括：土中粗細(xì)顆粒直徑、細(xì)粒物質(zhì)的含量、土的級配特征、顆粒形狀及排列方式等。

　　(1)、粗細(xì)粒徑的比例

　　只有當(dāng)土中細(xì)顆粒的粒徑d小于粗顆粒的骨架孔隙直徑d0時，才能發(fā)生潛蝕。據(jù)研究其最優(yōu)比值為d0/d=8。砂土顆粒粒徑與其孔隙比值的大小，與顆粒的排列方式關(guān)系極大。土愈疏松，則細(xì)小顆粒在孔隙中隨滲流運(yùn)動愈順暢;愈緊密則只能讓更細(xì)小的顆粒通過。因此，愈疏松的土體愈容易產(chǎn)生滲透變形。

　　此外，土愈緊密，抗剪強(qiáng)度愈大，抵抗?jié)B透變形的能力愈強(qiáng)。

　　(2)、細(xì)顆粒的含量

　　天然無粘性土的顆粒組成相當(dāng)復(fù)雜，其分布曲線有單峰型、雙峰型和多峰型。我國水利水電科學(xué)研究院通過大量室內(nèi)試驗(yàn)研究，提出了用細(xì)顆粒含量百分?jǐn)?shù)來判別雙峰型礫土的滲透變形型式：

　　1當(dāng)細(xì)顆粒含量大于35%時為流土;

　　2當(dāng)細(xì)顆粒含量小于25%時為潛蝕;

　　3當(dāng)細(xì)顆粒含量界于25-35%時，流土和潛蝕均可能發(fā)生，主要取決于礫土的密實(shí)程度及細(xì)顆粒的組成。中等以上密實(shí)度、細(xì)顆粒的不均勻系數(shù)較小的礫土，一般發(fā)生流土;反之為潛蝕。

　　此外，細(xì)顆粒成分中粘粒含量的增加，可增大土的凝聚力，因而增大土的抗?jié)B強(qiáng)度，使土不容易產(chǎn)生滲透變形。

　　(3)、土的級配特征

　　土的級配特征可用土的不均勻系數(shù)Cu=d60/d10表示。Cu愈大，土愈不均勻，級配愈好。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在自下而上的滲流出口處無覆蓋的條件下，砂土的滲透變形類型及臨界水力梯度值都與土的不均勻系數(shù)有關(guān)：

　　1當(dāng)Cu<10時，主要型式為流土;

　　2當(dāng)Cu>20時，主要型式為潛蝕;

　　3當(dāng)Cu在10-20之間時，流土和潛蝕都可能發(fā)生。

　　臨界水力梯度與不均勻系數(shù)之間的關(guān)系見右圖。從圖上可以看出，砂土的不均勻系數(shù)愈大，臨界水力梯度愈小，也就是說，產(chǎn)生流土的臨界水力梯度比潛蝕要大。

　　需要指出的是，上述的判斷對礫質(zhì)土不適用，而且僅靠上述判別也往往是不全面的。

　　實(shí)驗(yàn)表明：在滲流作用下，由于無粘性土的結(jié)構(gòu)特性不同，有的土首先表現(xiàn)為潛蝕，然后在更強(qiáng)的水動力條件下轉(zhuǎn)化為流土。而有的土則在足夠的水動力條件下，直接發(fā)生流土。

　　從一些工程場地滲透穩(wěn)定性的研究資料可以看出，在具備上述基本條件時，滲透變形現(xiàn)象的產(chǎn)生還必須由宏觀地質(zhì)因素和工程因素來決定。

　　注冊巖土工程師培訓(xùn)班——2019年巖土工程師VIP套餐：重要考點(diǎn)講解，考前密卷，重學(xué)保障，提前備考，搶先通關(guān)。

　　全國統(tǒng)一服務(wù)熱線：4000-525-585　快速聯(lián)系通道