- 港口工程及工程排水与加固理论与技术进展
- 吴澎 戴济群主编
- 708字
- 2021-10-22 17:38:15
1 引言
天津港某工程的大放坡开挖涉及一个关键的问题是渗透性较小的淤泥、淤泥质土在有水补给(临渤海)的条件下进行大开挖,渗流对稳定的影响到底有多大?这种影响到底应该如何评估?工程所在位置由吹填形成,在渗透系数这个层面上基本可以认为是均质土地基。因此本文从均质土地基出发,分析渗流对不同土质边坡的作用,以便为类似工程提供定性参考。
水对边坡稳定的影响包括渗透破坏和渗流稳定两个方面。渗透破坏类型即通常所说的渗透变形判别,其特征应根据土的颗粒组成、密度和结构状态等因素综合分析确定。按照GB 50487—2008《水利水电工程地质勘察规范》中规定,土的渗透变形宜分为流土、管涌、接触冲刷和接触流失四种类型,前两种类型主要发生在单一土层中,后两种类型多出现在渗透系数相差悬殊的多层结构土层中。
渗流稳定分析指的是在传统的边坡稳定分析中考虑水头差(即渗流)的作用,对边坡所作的稳定分析。如果将滑动体内的孔隙水视作研究对象,作用在其上的作用力有:滑动面上的水压力、坡面逸出段的水压力、孔隙水自身的重量以及浮反力的合力,这4个力不能自相平衡,所以造成了渗流力。渗流力可用水力学中绘制流网的方法求得,但此法算起来比较繁琐,国内外普遍采用代替法,即用下游水位面以上浸润线以下和滑弧所围范围内的水重代替渗流力,在滑动力矩中加入渗流力对圆心的力矩。
在工程上通常用允许水力比降来判别渗透破坏是否发生,用稳定系数判别边坡是否稳定。实际上,如果渗透破坏发生了,土的抗滑作用被削弱(土体隆起或者砂性土骨架被架空等),土坡的整体稳定也会受到影响。因此如果不分析土的渗透破坏直接用土的原始参数分析整体稳定是极其危险的。许多地下工程事故均是由于对地下水认识不足和防范不当所致。