天然地层管涌研究与洪水灾害防治Word文档下载推荐.doc

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天然地层管涌研究与洪水灾害防治Word文档下载推荐.doc

2mm细料含量法、填充系数法、管涌孔隙直径法三种方法判别。

土的临界水力梯度,建议采用IC<

0.05~0.08。

地基发生管涌的可能性,用地质构造分析法和管涌水力基本条件确定。

管涌是地质学的研究内容。

这些技术可用于工程勘察阶段预知发生管涌的可能性及其位置、减少或阻止洪水灾害和工程事故。

关键词:

管涌;

临界水力梯度;

土的结构管涌分析法;

地质构造管涌分析法;

加深河床、改造河网。

作者简介:

蒋严(1938~),男,江苏常州人,主任工程师,1956年参加工作,主要从事岩土工程工作及科学研究。

E-mail;

jiangyan16345678@.

Studyonpipingofthenaturalformation

Andpreventionoffloodsdisasters

JIANGYan1,JIANGHuan2,ZHAIHong-fei1

(1,JiangsuZhenjiangResearchInstituteofBuildingScienceCo.,LTD.212004;

2.LiaoningAgriculturalEngineeringResearchingandDesigningInstitute,Shenyang110041,China)

Abstract:

(FinesoilparticlesfromtheporesofthecoarsesoilparticlesWaswatercarriedaway,asmallholeintothebigholeknownaspiping).leveescollapsedduetopiping,overflowthetopproliferationofhumanoftenencounteredintheflooddisaster,Relatedtothenaturalformationofpipingstudysofartostayinthe"

laboratorymodel"

and"

mathematicalmodeling"

"

Assume"

thatstage,Inthispaper,thestructureofsoil,geologicalaspectsoftherelationshipbetweenpipingandtheflooddisasterstudy。

ThereexistedastrugglebetweenscienceandFalsescience。

thestudymethodis:

pipingtestdatabasedonstatisticaldatatoQuaternarydepositionofthelawasthecriterionforpracticalengineeringpurposes.Damageofsoilpermeabilityintheformwiththe<

2mmfinematerialcontentlaws,fillingcoefficient,porediameterpipingarethreewaystodeterminethelaw.Criticalhydraulicgradientofsoil,recommendedIc<

0.05~0.08.Thepossibilityofpipinginfoundationisdeterminedbythemethodofgeologicalanalysisandthebasicconditionsofpipinghydraulic.Pipingisthegeologyoftheresearchcontent.Thesetechniquescanbeusedfortheengineeringinvestigationstage,predictthelikelihoodofoccurrenceandlocationofpiping,Reduceorpreventflooddisastersandconstructionaccidents.

Keywords:

piping;

criticalhydraulicgradient;

soilstructurepipinganalysis;

geologicalpipinganalysis;

deepentheriverbed,transformedrivernetwork.

Author:

JiangYan(1938-),male,Changzhou,Jiangsu,chiefengineer,toworkin1956,mainlyengagedingeotechnicalengineeringandscientificresearch.E-mail;

1目前天然地层管涌研究中存在的困难与问题

天然地层管涌研究与土石坝材料(人工配料)的管涌研究,两者概念及基础条件不同,是两个问题。

研究天然地层管涌存在较多困难与问题。

1.1远离实际的“理论-理论”管涌研究是假科学,占据统治地位

目前的管涌研究主要以“砂槽-堤基模型”“管涌数学模拟”理论分析为主[1]-[7],长期停留在室内,远远脱离实际,没有同天然地质构造联系起来。

半个多世纪以来,人们把管涌研究列为“理论材料力学”的内容。

把天然地层看成均质、各相同性的“理想材料”,与事实不符。

天然地层是多种土类分层次各相异性组合体,

1.2地质学研究管涌极少。

管涌发生在自然界,天然的自生自灭管涌现象已有几亿年历史,至今尚未从地质学观点对管涌进行系统研究。

例如;

长江下游的泥沙沉积速率约为1.36厘米/年,泥沙向海洋推进速度约为40米/年。

世界各国河流都存在淤积问题,河床增高,河堤也加高,水头压力逐年增大,其与管涌和洪水灾难关系的研究几乎空白。

1.3对砂砾卵石地层,钻探技术不能满足管涌要求.

位于地下水位以下和两个钻孔之间的砂砾卵石地层、风化砂层,钻探无法查明缝隙,只能用细料含量和砾卵石颗粒直径判断孔隙(缝隙)的大小。

勘察中只有地下水位以上的坑、槽勘探才能发现砂砾卵石地层的厘米毫米级缝隙。

砂土层,粘性土层等细粒土层深部一般不存在贯通性构造缝隙。

1.4自然界的不可抗力因素

堤坝与自然界共存,动植物洞穴、地震缝、沉降缝、收缩缝;

漩涡、冲刷坑等都在表土层2-3米范围内,对深层地基的影响有限,但是,仍不可忽视。

江中盗砂、钻孔、打桩等可瞬间减小渗透阻力。

堤后开塘、打井,等于卸载堤后压重,危害极大。

1998年,长江特大洪水灾难,死亡3000余人,经济损失2000余亿元,发生几十起大型管涌溃坝事故出水口的位置,大多数都在堤后的井、塘、洼地等地下隐蔽临空面的管涌土层中。

这是发生灾难的人类条件。

2土的结构渗透破坏形式判别方法和临界水力梯度经验值

土的渗透破坏形式判别是管涌分析的首要步骤,现有粒径判别法和土的结构判别法二类。

根据400多组管涌试验资料的统计,对粒径判别法已作过一些讨论[8],关于土的结构判别法,叙述如下:

2.1。

管涌研究中,孔隙率仅对同一土类有效,不同土类则无关。

本文土的渗透破坏判别式中的d0法,采用可流失颗粒标志直径d10大于或小于管涌孔隙直径d0的方法进行判别。

选用d10作为可流失颗粒标志直径的依据,已作过阐述[8]。

对管涌孔隙直径d0研究如下:

工程实践发现,粘性土、砂土、砂砾卵石的颗粒含量,都是两头少中间多,颗粒组成曲线中段主要成份区段的平均线多数接近直线,均等划分该直线所得的粒径级是等比数列(图1曲线1、2、3、4之黑点),这是第四纪沉积物的重要规律和特性。

受此启发,于是用单个颗粒的等比级数排列计算孔隙直径:

设球a的直径为a1=1,a2=1/2,a3=1/4,……,ai=1/n,式中=1,2,3,……,n为等比数列。

用几何方法计算,所得孔隙直径与相邻颗粒中值粒径的比值为0.136。

由此,得土的管涌孔隙直径计算公式

d0=0.136D50

(1)

式中D50为土的颗粒分配曲线上,50%处的颗粒直径,mm。

对填充系数Cn<

0.95时的砂砾卵石,采用>

2mm的砾卵石的颗粒分配曲线上,50%处的颗粒直径,mm。

用该式计算的孔隙直径与H.A康德拉契夫公式[10]的计算结果比较接近,且依据更真实;

对Cn<

0.95的砂砾卵石,由于采用卵砾石颗粒的D50,所得结果比没有填充系数概念的国内外其他公式提高了精度。

我国现有刘杰公式:

d0=0.25D20,式中D20为20%处的颗粒直径mm,原式是d0=0.63nD20[9],设孔隙率n=0.4,得刘式。

应用该式时,可通过D20的颗粒大小分配曲线范围很广,其d0对砂砾卵石的误差较大。

土的颗粒组成大多数是以D50为中点的对称反S型曲线,D50反映了中值;

参考俄罗斯的康德拉契夫公式[10]和美国的反滤层标准[11]等资料,建议用D50计算d0。

(1)式是用于天然地基的试用性指标。

发生管涌时可流失颗粒可能从最大孔隙处流出土体之外,d0怎样取值,尚需做更多研究试验工作。

2.2砂砾卵石是卵砾石、砂、粘性土三组体;

砂土是砂子、粘性土二组体。

两者结构不同,砂土用孔隙

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