巖土工程師專業(yè)輔導:土的滲透性、土中滲流(1)

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第一節(jié)概述
    土是一種由碎散礦物顆粒組成,并具有連續(xù)孔隙的多孔介質(zhì)。水是土的三相組成部分之一。當土中孔隙完全被水飽和時,由于水所處位置的不同,存在能量的差異,水就從高位向低位流動。水通過土中連續(xù)孔隙流動稱為滲流。土被水滲流通過的性能稱為滲透性。水在土孔隙中滲流,水與土相互作用,必然導致土體中應力狀態(tài)的改變、變形和強度特性的變化,
    甚至出現(xiàn)水體的滲漏和土的滲流變形(或滲透破壞)等,從而影響建筑地基的變形與穩(wěn)定。由滲流引起的工程問題常見的有:
    1.滲漏
    水庫和渠道中的水常通過堤壩、水閘及其地基產(chǎn)生滲流(見圖32-1a),滲出水量(滲漏量)的大小是關(guān)系到工程正常使用的大問題,必須進行分析和估算,必要時還要考慮對土壩及地基進行防滲和控滲的處理。
    2.滲透變形(或滲透破壞)
    水在土體中滲流,水流對土顆粒作用形成的作用力稱為滲透力。當滲透力較大時,就會引起土顆粒的移動,甚至把土顆粒帶出而流失,使土體產(chǎn)生變形和破壞,這稱為滲透變形或滲透破壞。這種滲透現(xiàn)象會危及建筑物的安全與穩(wěn)定,在工程上必須采取措施加以防治。滲透破壞往往是許多堤防工程失事的重要原因之一。
    3.基坑降水引起地基沉降
    在進行深基坑開挖時,往往需要人工降低地下水水位。非凡是在比較深的基坑中,若降低的水位較大,就會產(chǎn)生較大的滲流,使基坑背后土層產(chǎn)生滲透變形而下沉,造成鄰近建筑物及地下管線的不均勻沉降,導致建筑物的開裂及管線的破壞,危及安全與使用。
    類似上述與滲流有關(guān)的工程問題還有許多種,如滲透力對土體及地基穩(wěn)定性的影響,滲透固結(jié)引起地基變形和強度性質(zhì)的變化問題等等。此外,巖溶、滑坡和泥石流等不良地質(zhì)作用,也是與地下水的滲流有密切關(guān)系的??傊?,水在土中滲流與工程實踐的關(guān)系是十分密切的,直接影響建筑物地基及土體的穩(wěn)定與安全,是各類工程設(shè)計與施工必須考慮的問題之一。因此,土的滲透性及滲流的基本規(guī)律是巖土工程中的一個重要課題,也是土力學的基本理論之一。