不同地層結構對滲透變形的影響論文

　　我國擁有眾多大江大河，長江、黃河在世界上都是首屈一指，另有珠江、淮河等眾多河流。眾多的河流養(yǎng)育樸實的勞動人民，但隨著時代的發(fā)展進步，各種現(xiàn)代化結構在各個流域建成，一系列與江河有關的問題也擺在人們面前。而眾多問題都與水有關系，所以水的作用至關重要，本文通過分析長江、黃河流域的相關資料來討論水的滲透問題。

　　土的滲透變形有不同的形式，其影響因素自然也不完全相同; 堤基的滲透變形更復雜一些，其影響因素也更多一些。一般認為堤基土層的分布、土的顆粒級配、層間關系，透水性、水力條件、上部建筑物的特點、工程活動情況等都是重要的因素。我們認為堤基土層的分布條件居于特別重要的地位，因此我們對各流域常見土層進行分類總結，以便于分析問題、解決問題。

　　1. 地層結構的分類以及各地層結構對滲透變形的影響分析地層結構對于滲透變形來說，是非常重要的影響因素。地層結構的不同將導致不同的作用效果。下面根據(jù)上文對地層結構的分類一一分析。

　　( 1) 第一類地層結構對于抗?jié)B是有利的。弱透水層的滲透系數(shù)較小，水從此層滲透水頭損失較大，很難在壩后滲流出逸。因此發(fā)生滲透變形的可能性較小，基本處于天然穩(wěn)定狀態(tài)。如荊江大堤的棗林至萬城堤段，這種堤基一般滲流向題不大。( 2) 第二類地層結構與( 1) 類相反，對于抗?jié)B是不利的。滲流狀態(tài)在既定地基條件下的滲透變形，主要決定于滲透坡降的大小。透水層的滲透系數(shù)較大，水從此層滲透時水頭損失較小，一般最大滲透坡降總是出現(xiàn)在下游坡腳附近，當下游有坑塘或渠道時，水邊處的坡降也很大。因此這類地層結構容易在壩腳處滲流出逸，如黃廣大堤的新開月堤至二號洲，該堤段是管涌險情多發(fā)堤段。( 3) 第三類地層結構有利于滲透變形的發(fā)生發(fā)展。滲流作用在此類地層時，壩腳處容易出現(xiàn)滲透變形現(xiàn)象。在黃河下游屬于此類地基的堤壩工程中，地基的滲透變形大都發(fā)生在下游坡附近及坑塘的水邊附近，總是以冒水翻砂的形式出現(xiàn)。在大多數(shù)情況下是成群發(fā)生的，一般稱為砂沸。( 4) 第四類地層結構，具體應分析表層與下層層厚的關系。其一，若表層較薄而下層透水層較厚，易發(fā)生滲透變形。由于在堤外受水流沖刷作用，表層弱透水層被沖刷，使水直接進入下部透水層。導致上下游存在水位差時，堤內(nèi)弱透水層下形成很高的承壓水頭，而弱透水層的`薄弱處，土層將被頂穿，形成管涌。( 5) 第五類地層結構易于發(fā)生滲透變形現(xiàn)象。由于上下層均為透水層，這種情況下滲流在水平、垂直方向均容易產(chǎn)生。滲透系數(shù)較大導致滲流過程中的水頭損失較小，在上下游存在較大水頭差時，滲透變形在此類地層中各個方向發(fā)生，破壞性也較大。( 6) 第六類地層結構中，透水層中承壓水的存在是引起此類地基滲透變形的基本原因。當?shù)虊紊舷掠伟l(fā)生水位差時，滲透水流在上游將由透水性較弱的地層過渡到透水性較強的地層去，在下游有一個相反的過渡。根據(jù)滲透水流折射的原理和模型試驗的結果，當上層的透水性和厚度小于下層時，地下水在建筑物地基滲流過程中，滲透水流在上層中的運動接近于垂直的方向，在下層接近于水平的方向。在兩層接觸的分界面上發(fā)生水流的急劇折射。下層中的透水性強、坡降小，消耗水頭很少，在下游逸出地方的剩余水頭很大，且由于上下兩層透水性相差很大，因而，產(chǎn)生承壓水。( 7) 第七類地層結構的滲流特征也是源于承壓水，承壓水頭主要發(fā)生在中間的透水層中，但產(chǎn)生承壓水的主要原因是下層強透水層的存在。其滲流特征與( 6) 類差不多，所不同者是下層的滲透系數(shù)大，一般又很深厚，所以供水量大，變形的發(fā)展要更嚴重一些。相對來說，這種地層結構發(fā)生滲透變形現(xiàn)象更嚴重。( 8)第八類地層結構的滲透穩(wěn)定性較差些。首先表層土是透水層對于抗?jié)B是不利的，再者下層透水層土由于中間弱透水層的作用將產(chǎn)生一定的承壓水頭，在上下兩透水層共同作用下發(fā)生滲透變形現(xiàn)象的可能性大大增加。

　　2. 對應的防治措施

　　防治災害猶如看病抓藥，要分析病理病因，對癥下藥如此方能取得好的效果。看病吃藥因人而異，所以防制措施也應因地制宜，對于各種類型的地層結構，我們應采取相對應的防治措施。具體措施如下:

　　( 1) 對于第一種情況，這種天然狀態(tài)下滿足滲透穩(wěn)定性要求的地層特征，不需要進行工程防治。( 2) 對于第二種地層特征: 不宜采取上游防滲截流中的挖除，由于這種地層透水層厚度大采取挖除技術困難、成本高，不合理; 透水層較厚，也不宜采用防滲墻方案，此時，可在堤外鋪填粘土鋪蓋。( 3) 根據(jù)上述分析，第三種地層結構的壩后壩腳處易發(fā)生危險，應采取對壩后加強防治。設置排水溝，作反濾蓋重。( 4) 第四種情況的堤基，若透水層較淺且透水層中的顆粒較小時可采用垂直鋪塑法進行堤基防滲。若透水層較厚，則不宜采用防滲墻方案。此時，可在堤外鋪填粘土鋪蓋。( 5) 對于第五類地層結構，透水層較厚，也不宜采用防滲墻方案，此時，可在堤外鋪填粘土鋪蓋。( 6) 對于第六類地層結構，透水層下部有相對弱透水層可作為防滲依托層，一般采用半封閉式防滲墻，若透水層較淺且透水層中的顆粒較小時可采用垂直鋪塑法進行堤基防滲。( 7) 對于第七類地層結構，透水層較厚，則不宜采用防滲墻方案，因為采用全封閉式防滲墻，成本較高，而且施工難度大，若采用懸掛式防滲墻，則防滲效果較差。此時，可在堤外反濾蓋重。( 8) 對于第八類地層結構，宜采用垂直截滲和蓋重壓滲相結合的方法。

　　3. 結論

　　( 1) 提出對堤基地層結構的分類，根據(jù)地層滲透性的不同組合共分成八個類別; ( 2) 分析各類地層結構對滲透變形的影響，以及各地層結構組合產(chǎn)生的不同滲透效應; ( 3) 針對各種地層結構分析相應防治措施。

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