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渗透破坏

/seepage failure/
条目作者杨仲轩

杨仲轩

最后更新 2022-12-23
浏览 167
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土工建筑物及地基由于渗流而出现的变形或破坏。

英文名称
seepage failure
所属学科
土木工程

根据土的颗粒级配和特性、水力条件、水流方向和地质情况等因素,土体渗透破坏通常包括流土、管涌、接触流土和接触冲刷4种形式。单一土层主要发生流土和管涌破坏,而接触流土和接触冲刷主要发生于两种土层的接触面处。

在渗透水流的作用下,处于土体表面或临空面的土体发生隆起,或颗粒群同时发生移动而流失的现象。基坑或渠道开挖及堤坝下游出现的流砂现象是流土的常见形式(图1)。无论是黏土还是无黏性土,只要水力梯度达到一定大小,都会发生流土破坏。流土一般是突发性的,且破坏过程较短,对工程危害较大。

图1 堤坝下游流土破坏图1 堤坝下游流土破坏

在水流渗透作用下,无黏性土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动并逐步消失,同时土的孔隙不断扩大,渗流速度不断增加,致使较粗的颗粒也相继被水流带走,最终导致土体内形成贯通的渗流管道并造成土体塌陷的现象。管涌是一种渐进性质的破坏,其发生的部位可以在渗流出口处,也可以在土体内部(图2)。

图2 坝基管涌破坏图2 坝基管涌破坏

渗流垂直于渗透系数相差较大的两相邻土层的接触面流动时,将渗透系数较小的土层中的细颗粒带入渗透系数较大的另一土层的现象。

渗流沿着两种不同粒径组成的土层接触面流动,细颗粒发生迁移流失的现象。在自然界中,沿两种介质界面,如建筑物与地基、土坝与涵管等接触面流动促成的冲刷均属于此破坏类型。

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