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? ? 堤壩及其地基在滲流的作用下,土中的細小顆粒常常會隨著滲透水流被帶出壩體及其地基,使得土的孔隙變大。由于土的孔隙增大,土中較大的顆粒也能夠被滲透水流帶走,按照這種情況逐漸發展,堤壩壩體或其地基內就逐漸形成一個管狀的滲流通道,稱為管涌現象。隨著管涌的繼續發展,壩體或其地基內就會形成空洞,以致造成壩體或其地基的塌陷或坍滑。
? ? 在有些情況下,位于壩體及其地基的滲透水流出逸處,在滲透壓力作用下,一定范圍內的土體會產生移動,這種現象稱為流土。
? ? 無論是發生管涌現象還是流土現象,最終都會導致堤壩的破壞和失事,所以在堤壩的設計中要采取相應的措施避免這種現象的發生。
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? ?(一)管涌和流土的判別 ??
? ? 管涌和流土的發生不僅與滲透水流的情況(滲透壓力、滲透坡降等)有關,而且也與堤壩壩體及其地基的土的顆粒級配有關,所以對管涌和流土的判別,應從土的顆粒組成和滲流坡降兩方面來進行分析。
? ? 1.細顆粒的含量 ? ?
? ? 根據一些人的研究認為,管涌和流土的發生與土中細顆粒土料充填粗顆粒土料孔隙的程度有關,細料充填粗料孔隙的程度愈充分、愈密實,則土的滲透性就愈小,因而產生管涌的可能性就愈小,而產生流土的可能性就愈大;反之,若細料充填粗料孔隙的程度愈不充分,則土的滲透性就愈大,此時產生管涌的可能性就愈大,而產生流土的可能性就愈小。?
? ? 2.滲透破壞的臨界坡降
? ? (1)管涌臨界坡降
? ? 當滲流的方向為自下而上時,根據土顆粒在滲流作用下的平衡條件,可得非粘性土中產生管涌的臨界坡。
? ? (2)流土臨界坡降
? ? 防護堤背水坡坡腳處,在滲透壓力作用下地基土產生流土的臨界坡。
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? ?(二)防止滲透破壞的措施
? ? 由于產生管涌和流土的條件主要是滲流坡降和土的顆粒組成,故防止滲透破壞的措施為:
? ? (1)在堤壩內設置防滲體(如粘土斜墻、心墻),在地基內設置防滲墻、截水墻,以降低滲流坡降。
? ? (2)在可能發生管涌的地段設置反濾排水,在可能發生流土的地段設置反濾蓋重。
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? ?(三)反濾層設計
? ? 1.反濾層的要求
? ? 反濾層應滿足下列要求:
? ? (1)被保護的土粒不得隨滲水穿越反濾層;
? ? (2)允許隨滲水被帶走的細小顆粒(一般指粒徑d<0.Imm的顆粒),應能自由通過反濾層,而不致被截留在反濾層內,造成反濾層堵塞;
? ? (3)在相鄰的兩層反濾層之間,顆粒較小一層中的土顆粒不得穿越顆粒較大一層的孔隙;
? ? (4)反濾層中各層的顆粒在層內不得產生相互移動;
? ? (5)反濾層應始終保持良好的透水性、穩定性和耐久性。
? ? (6)反濾層的層數
? ? 反濾層一般為2—3層,如被保護土為粘性土,反濾層可采用兩層;如被保護土為非粘性土,則反濾層可采用三層。
(7)反濾層的層厚
? ? 反濾層的最小層厚應滿足要求。
? ? ?2.反濾蓋重的厚度 ? ?·
為了防止出現流土現象,在滲流出逸處應鋪設反濾蓋重,所謂反濾蓋重,既其構造符合反濾層要求的蓋重。
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