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解决渗透测试中的稳定性问题

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:典型的如屈原农场桩号8+100处的沉砂巷地段;澧南垸约80%的堤段、长江干堤桩号39+171~39+571m、110+910~111+157m、132+296~132+599m等段均属这一类。如长江干堤桩号7+340~7+940m堤段98年汛期发生管涌11次,27+951~29+551m堤段1998年、1999年汛期发生管涌达14次。属此类结构形成渗透破坏现象的,在湘、资、沅、澧四水尾闾地区堤垸中亦屡见不鲜。总体上看,洞庭湖区堤基渗透变形(破坏)是多种因素复合的结果。

解决渗透测试中的稳定性问题

渗漏及渗透破坏现象在堤防中普遍可见,只要堤内、外存在水头差,堤基浅部分布有相对透水层,堤基就有渗流。随着汛期水位的升高,当背水侧堤基的渗透出逸比降超过堤基土体的抗渗临界比降时,土体就会产生渗透破坏。尤其堤内表土较薄或坑塘处更易发生。根据勘察资料,洞庭湖一线大堤堤基约48%的地段浅部分布有砂砾石、粉细砂和砂壤土,有的甚至直接出露地表。因此,大都不同程度存在渗漏及渗透变形问题。由于堤基渗漏主要与堤基土的特性、结构、堤外有无外滩,堤内有无深切的沟渠、渊塘,堤基盖层的厚度等因素有关。故按堤基地质结构类型,经综合分析,洞庭湖区堤基渗透变形(破坏)主要出现在以下几种土层结构中(图10-4)。

堤基主要为砂壤土、粉细砂或砂砾石等透水性较强的土层,上部粘性土层薄(小于2m)或缺失,其结构如图10-4(a)、(b)。典型的如屈原农场桩号8+100处的沉砂巷地段;澧南垸约80%的堤段、长江干堤桩号39+171~39+571m、110+910~111+157m、132+296~132+599m等段均属这一类。1996年、1998年、1999年汛期堤内30~60m范围或近堤脚地带就发生管涌或翻水冒沙。

图10-4 湖南省洞庭湖区堤基结构模式示意图

堤基下部为砂性土层,上部分布有厚度2~10m,厚薄不均的粘性土盖层,外滩较窄或堤内、外两侧筑堤取土、堤内分布沟渠渊塘,破坏了上覆粘性土层盖层的连续性使之变薄甚至砂性土裸露,其结构见图10-4(c)。汛期在高水头压力下,河(湖)水沿下部砂性土层向堤内渗透,粘性土盖层受地下水的长期浸润,强度降低,加之生物孔洞与人为破坏影响,渗径更短,从而导致在沟渠、渊塘内产生管涌或管涌群等险情。如长江干堤桩号7+340~7+940m堤段98年汛期发生管涌11次,27+951~29+551m堤段1998年、1999年汛期发生管涌达14次。102+710~103+860m、134+590~137+090m等堤段均在1998年汛期发生较大的管涌或管涌群。属此类结构形成渗透破坏现象的,在湘、资、沅、澧四水尾闾地区堤垸中亦屡见不鲜。(www.xing528.com)

堤基为较厚的粘性土层,但其内尤其是浅部存在多层薄层状粉细砂、砂壤土或透镜体,或者分布有如同“千层饼”状的砂性土层,如图10-4(d)。当外滩较窄或堤内、外有低洼地形时,堤内将存在渗漏,鼓水、沙沸、管涌等险情。此类险情一般较分散,初期规模小,若任其发展,也会对大堤安全造成威胁。由这种结构模式形成的渗透变形多见于淞滋、藕池和华容河两岸堤防,长江干堤及其他堤垸亦有所见。

总体上看,洞庭湖区堤基渗透变形(破坏)是多种因素复合的结果。汛期形成渗流动水压力,透水层结构疏松,级配不理想等特性为渗透破坏提供了必要条件;堤基特殊的水文地质结构形成堤内承压水封闭系统,堤内、外表土被切穿使透水层裸露于地表或堤基直接坐落在砂基上,形成渗流逸出通畅的渗流场特点,是导致渗透破坏的主要条件。

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