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流沙和管涌的区别与联系

流沙和管涌的区别与联系:
一、流沙
渗流力:地下水在土体中流动时,由于受到土粒的阻力作用,而引起水头损失,从作用力与反作用力的原理可知,水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力。

在向上的渗流力作用下,粒间有效应力为零时,颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂,或流土现象。

这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中。

它的发生一般是突发性的,对工程危害极大,流砂现象的产生不仅取决于渗流力的大小,同时与土的颗粒级配、密度及透水性等条件相关。

流砂的防治原则是:
①减小或消除水头差,如采用基坑外的井点降水法降低地下水位,或采取水下挖掘;
②增长渗流路径,如打板桩;
③在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力;
④土层加固处理,如冻结法,注浆法等。

二、管涌
在渗流作用下,途中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动以致流失;随着土的孔隙不断扩大,渗透速度不断增加,叫粗颗粒也相继被水流逐渐带走,最终导致土体内形成贯通的渗流管道,造成土体塌陷,这种现象称为管涌。

可见管涌破坏一般有个时间发展过程,是一种渐进性质的破坏。

在自然界中,在一定条件下同样会发生上述渗透破坏作用,为了与人类工程活动所引起的管涌区别,通常称之为潜蚀。

潜蚀作用有机械和化学的两种。

机械潜蚀是指渗流的机械力将细土冲走而形成洞穴;化学潜蚀是指水流溶解了土中的易溶盐或胶结物使土变松散,细土粒被水冲走而形成洞穴,这两种作用往往是同时存在的。

土是否发生管涌,首先取决于土的性质,管涌多发生在砂性土中,其特征是颗粒大小差别大,往往缺少某种粒径,孔隙直径大且相互连通。

无粘性土产生管涌必须具备的两个条件:1.几何条件:土中颗粒所构成的孔隙直径必须大与细颗粒的直径,这是必要条件,一般不均匀系数>10的土才会发生管涌,2.水利条件:渗流力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是发生管涌的水力条件,可用管涌的水力梯度来表示。

但管涌临界水力梯度的计算至今尚未成熟。

对于重大工程,应尽量由试验确定。

防治管涌现象,一般可从下列两方面采取措施:1.改变几何条件,在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管用破坏的有效措施。

2.改变水利条件,降低水力梯度,如打板桩。

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