渗透变形的类型
流土（流砂）
潜蚀
流土：在渗流 作用下，土 体或颗粒群同 时发生悬浮、 移动的现象。
支挡防渗结构
基坑
透水层 不透水层
基坑工程中的流土现象
流砂引起上海轨道交通4号线区间隧道事故（2003.7.1）
潜蚀 管涌
机械潜蚀 潜蚀
化学潜蚀主要指岩溶作用源自堤防过程演示渗流
管涌：在地下水的渗透力（动水压力）作用下， 土体中的细小颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动流 失，土体孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较 粗颗粒也相继被水带走，最终形成贯穿的渗流通 道，造成土体塌陷的现象。
渗透变形的防治措施
减小i：上游延长渗流路径，或降低水头差
改善下游出口处条件：
下游增加透水反滤盖重
• 反滤铺盖
堤防
• 反滤围井
堤防
• 反滤围井
湘江大堤抢险
三、地下水造成基坑突涌
隔水层 M 含水层
H
基坑突涌：当基坑下部有承压含水层时，开挖 基坑减小了基坑底部隔水层的厚度，当隔水层 太薄经受不了向上的承压水头作用，承压水冲 破基坑底板的现象。
第三节 地下水与工程 开采地下水引起地面沉降 地下水引起的渗透变形 地下水造成基坑突涌
地下水的浮托作用 地下水对混凝土的腐蚀作用
一、开采地下水引起地面沉降
概述
世界上许多国家如美国、日本、墨西哥、欧洲 和东南亚一些国家，由于开采地下水均发生了严 重的地面沉降。 例如：墨西哥 我国的上海、天津、宁波、苏州、无锡、西安、太 原、台北等70多个城市出现了不同程度的地面沉降。
地下水对混凝土建筑物材料的腐蚀是一项复杂的物理 化学过程，对建筑材料的耐久性影响很大．要对照<岩 土工程勘察规范>进行地下水侵蚀性评价．
地下水对混凝土腐蚀类型 结晶型腐蚀 分解型腐蚀 复合型腐蚀
圣母教堂(墨西哥) 严重倾斜成为危险建筑物
上海市地面沉降
从1921年明显出现地面沉降现象以来，上海市区地面累 计沉降量已经超过2米（最严重处下沉2.63m），最大年 均沉降量达110毫米。
天津市地面沉降导致桥梁桥墩下沉，桥梁净空减小。
（天津塘沽区最大沉降量3.14m。）
1米多
大雁塔倾斜
西安市地面沉降导致大雁塔倾斜
注 意
粘性土
二、地下水引起渗透变形 基本概念 渗透变形的类型 渗透变形的防治措施
基本概念
地下水在多孔介质的空隙中的运动称为渗透或渗流。 流动的地下水会对土颗粒产生拖曳力，称为动水压 力（或渗透力）。 渗透力的方向： 渗透力的大小： 和地下水的流动方向一致
J w i
由于地下水的渗流作用而引起地基土的变形 或破坏，称为渗透变形或渗透破坏.
例如：上海市自1965年开始，通过采取控制地下水开采、地下 水人工回灌(自来水、湖泊水等)两项措施，达到控制、延缓地 面沉降的目标。目前，每年平均下沉量不足10mm。在1966-1971 年还回弹了3mm。 砂土 水位恢复后，砂层大体上能恢复原状 释水压密的过程中，其结构发生了不 可逆转的变化，即使水位恢复，粘性 土不会完全恢复原状。
四、地下水的浮托作用
地下水对处于地下水位以下的岩石、土
产生浮托力。
计算地基承载力时要考虑浮力影响。
f a f ak b (b 3) d m (d 0.5)
当建筑物基础位于地下水位以下时，地
下水对基础底面产生浮托力。
五、地下水对混凝土的腐蚀作用
基坑突涌发生的条件：
当
M wH
基坑突涌
如何防止基坑突涌发生：
对承压含水层预先降水 减小基坑开挖深度
H≤ M w M≥ w H
练习： 1、某建筑场地的地下水为承压水，承压水水位比含水 层顶板高15m，进行基坑开挖后，基坑底部粘土层容 重是16kN/m3,基坑底面距离含水层顶板5m，请判断该 基坑工程是否安全？若不安全，应采取何种措施？
地面沉降导致浙江萧甬铁路 路基塌陷，铁轨悬空、扭曲。
开采地下水引起地面沉降的机理
A点有效自重应力？
原地下水位
抽水后地下水位
地下水位下降引起的应力增量
A
地下水位下降引起的应力 增量，使土体产生固结沉 降，引起地面下沉．
如何防治开采地下水所引起的地面沉降
大量实践证明，最有效的措施是限制地下水开采量， 人工补给地下水（回灌）。