流沙和管涌的区别与联系

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。

浅谈土木工程施工过程中的流砂和管涌

浅谈土木工程施工过程中的流砂和管涌廖杰新2010302350035摘要:在开挖基坑或沟槽时，为了保证施工的正常进行,防止边坡塔防和地基承载能力的下降，必须做好基坑降水工作.但当遇到地下水文、地质情况较为复杂时,会给施工带来极大不便。

因此，对降水工作是有可能遇到的流砂和管涌情况进行详尽了解，显得尤为重要。

关键词：流砂管涌成因应对措施1 流砂1.1 流砂的概念及成因流砂，顾名思义，就是流动的砂子，这主要是砂子在地下遇到水,在水压力发生变化的情况下,水发生了流动，这样砂子跟水一起发生了流动，但是否出现流砂现象的重要条件是动水压力的大小和方向。

在一定条件,土转化为流砂，而在另一条件下，如在基坑开挖中,防沉流砂的原则是“沉流砂必积水”，主要途径是消除减少或平衡动水力压力.土体在受水浸泡饱和时，土粒中亲水胶体颗粒吸水膨胀使土粒的密度减小，当在动水压力的作用下，动水压力超过土粒的重力时，土粒产生悬浮流动，即形成流砂。

动水压力是产生流砂的一个重要因素。

产生流砂的临界条件为：I=（ρ—1）(1-n ）其中，I为临界水力坡度;ρ为土粒密度；n为土的孔隙率。

在基础施工过程中，如果没有解决好流砂问题，基础就会跟着砂层一起流动，发生位移,这样地基的持力层就会发生变化,这对建筑物来说是十分有害的，也是绝对不容许有这种现象发生的。

1.2 流砂的应对措施1。

2。

1 流砂的应急措施当出现深坑流砂时，应立即停止开挖，用土回填或注水至地下水浸润线以上.在深坑周边补下闭合的二级或三级井点.当二级或三级井点开始运行一段时问后，深坑周边的地下水浸润线会逐步下降，从而防止流砂现象的出现。

1.2。

2 流砂的预防措施(1）轻型井点降水法目前最常用的方法是井点降水法，特别是轻型井点排水法。

轻型井点降低地下水位，是沿基坑周围，以一定的间距埋入，在地面上用集水总管将各井点管连接起来,并在一定的位置设置抽水设备，利用真空泵和离心泵的真空吸力作用使地下水经滤管进入井点,然后汇入总管排出,从而降低地下水位。

流砂与管涌(课堂PPT)

• 管涌险情的发展，以流土最为迅速。它的过程是随着水位上升，涌水挟带出的砂粒增多，涌水量也随着加大，涌水量增大挟带出砂粒也就更多
.Leabharlann 14管涌形成的原因是多方面的。一般来说，堤防基础为典型的二元结构，上层是相对不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、细沙，再下面是砂砾卵石等强透水层，并与河水相通。在汛期高水位时，由于强透水层渗透水头损失很小，堤防背水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这股水压力冲破了粘土层，在没有反滤层保护的情况下，粉沙、细沙就会随水流出，从而发生管涌。
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• 抢挖并抛大石块法分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后
立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。
• 人工降低地下水位法即采用井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井点
等），使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流入基坑内，可有效地防止流砂的发生。因此，此法应用广泛且较可靠。
管涌的危害
• 管涌发生时，水面出现翻花,随着上游水位升高，持续时间延长，险情不断恶化，大量涌水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏，孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成决堤、垮坝、倒闸等事故。
• 据统计，1998年汛期，长江干堤近2/3的重大险情是管涌险情。所以发生管涌时，决不能掉以轻心，必须迅速予以处理，并进行必要的监护。
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流砂防治的其他方法
地下连续墙
土壤冻结法
压密注浆法
阻止地下水流入基坑
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管涌
什么是管涌形成原因
管涌
危害

管涌(潜蚀、流土)

管涌（潜蚀、流土）险情说明管涌是指在汛期高水位情况下，堤内平地发生“流土”和“潜蚀”两种不同含义的险情的统称。

这种险情在湖北一般叫翻砂鼓水，江西叫泡泉。

管涌险情的发展，以流土最为迅速。

它的过程是随着水位上升，涌水挟带出的砂粒增多，涌水量也随着加大，涌水量增大挟带出砂粒也就更多，如将附近堤（闸）基下砂层淘空，就会导致堤（闸）身骤然下挫，甚至酿成决堤的灾害。

当然有由于管涌孔距堤较远，一时尚未演成堤防、闸身的下挫或溃决的；也有由于水位转落，渗水压力减小，险情暂时稳定下来的；还有由于是潜蚀，没有产生堤（闸）身下挫、溃决险情的。

但是险情是属于流土还是潜蚀，一时难于判明。

而且流土也与地层下面的粉砂、细砂层埋藏的深度、厚度以及其结构的疏密，高水位持续的久暂等因素有关，而这些因素一时也是难以判定的。

所以发生管涌时，不论它是流土，还是潜蚀和距堤远近，均不能掉以轻心，必须迅速予以处理。

原因分析一般来说，长江中下游平原冲积地层，上面是粘性土；往下是粉砂、细砂等，砂层间也有粘性土夹层的，再往下则是砂砾及卵石等强透水层，在河床中露头与河水相通在汛期高水位时由于渗水流经强透水层压力损失很小，堤内数百米范围内粘土层下面仍承受很大的水压力，如果这股水压力，冲破了粘土层，下面的粉砂、细砂会随水流出（在没有反滤层保护的情况下），从而发生管涌。

江河湖堤内，表面粘土层不能抗御下面水压力而遭到破坏的原因大致为：1.防御水位提高，渗水压力增大，相对形成堤内粘土层厚度不够；2.历史上溃口段内粘土层遭受破坏，复堤后，堤内留有渊潭，里面常有管涌发生；3.历年在堤内取土加培堤防，将粘土层挖薄；4.建闸后渠道挖方及水流冲刷将粘土层减薄。

如汉江罗汉寺闸，荆江观音寺闸等下游渠道内都因此发生过管涌；5.由于在堤内附近土钻孔，或勘探爆破孔，封闭不实，如1955年荆江大堤柳口堤内数百米地方就有因土钻孔封填不实，汛期发生管涌。

近年来，在荆江大堤内仍有因此发生管涌的；6.由于其他原因将堤内粘土层挖薄了的。

流砂与管涌

径的土粒重量计百分数为 10%时）。易发生流砂地区取得不均匀系数
的值在1.6～3.2之间； 4)．土的含水量大于30%；
5)．土的空隙率大于43%；
6)．在粘性土中有砂夹层的地质构造中，砂质粉土或砂层的厚度大于250mm。
3、流砂的危害
• 出现流砂现象时，土完全丧失承载力，土体边挖边冒流砂，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出
原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，强度较低，变形较大。
比萨斜塔
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重法和取土法进行地基处理目前: 已向游人开放。
3、流砂的防治
在基坑开挖中，防治流砂的原则是“治流砂必先治水”。
防治流砂的主要途径有：减少或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。
其具体措施有：
（1）枯水期施工法。（2）设止水帷幕法（3）抢挖并抛大石块法。（4）人工降低地下水位法
3、流砂的防治
• 枯水期施工法枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。 • 设止水帷幕法将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。
(四)水下管涌险情抢护
• 在坑、搪、水沟和水渠处经常发生水下管涌，给抢险工作带来困难。可结合具体情况，采用以下处理办法： • (1)反滤围井。 • (2)水下反滤层。 • (3)蓄水反压。

土力学简答题（1）

土力学简答题（1）1、土的三相指标有哪些?哪些可以直接测定？如何测定？答：三相指标：土地的干密度、土的饱和密度、土的浮密度、土的孔隙比、土的孔隙率、土的饱和度直接测定：土的含水量、土的密度、土粒的的相对密度测定方法：烘干发、环刀法、比重计法。

2、流砂与管涌现象有什么区别和联系？答：区别与联系：○1流沙发生在水力梯度大于临界水力梯度；管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度的情况下；○2流沙发生的部位在渗流溢出处；管涌发生的部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部；○3流沙发生在水流方向上；管涌没有限制。

3、在工程中，如何考虑土中应力分布规律？答：○1考虑相邻建筑物时，新老建筑物要保持一定的净距，其具体值依据原有基础荷载和地基土质而定，一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍；○2同样道理，当建筑物基础临近边坡即坡肩时，会使土坡的下滑力增加，要考虑和分析边坡的稳定性。

要求基础离开边坡有一个最小的距离a。

○3应力和应变式联系在一起的，附加应力大，地基变形也大；反之，地基变形就小，甚至可以忽略不计。

因此在计算地基最终沉降量时，“沉降计算深度Zn”用应力比法确定。

4、简述太沙基有效应力原理。

答：土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；土的有效应力控制了土的变形。

5、地基附加应力分布规律有哪些？答：○1附加应力不仅发生在荷载作用面积之下，而且发生在荷载作用面积之外相当大的范围之下，这就是基地附加应力的扩散分布。

○2在离基底不同深度z处各水平面上，以基底中心点以下轴线处σz值最大，随离中性轴距离增大曲线减小。

○3在荷载分布范围之下任意点沿铅垂线的σz值，随深度增大曲线减小。

○4条形荷载比相同宽度的方形荷载σz的影响深度大，在相同深度处，条形荷载在地基中的σz比相同宽度方形荷载大的多。

6、在砂土地基和软粘土地基中，建造同样的建筑物，施工期和使用期内哪些地基土的建筑物的沉降量大?为什么？答：施工期内砂土地基上建筑物的沉降量大，并能达到基本稳定；使用期内软念土地基上建筑物的沉降量大。

流砂与管涌

位于透水地基上的水工建筑物，在水位差作用下地基产生承压渗流。它与作用水头的大小，地基渗径长度，土的孔隙率和颗粒级配有极明显影响。渗流的水力坡度增大，相应流速也增大，当渗流出逸比降大于地基临界比降，土颗粒受淘刷，使地基遭受变形破坏，造成地基流土、管涌。
管涌发生原因
(1)堤坝、水闸地基土壤级配缺少某些中间粒径的非粘性土壤，在上游水位升高，出逸点渗透坡降大于土壤允许值时，地基土体中较细土粒被渗流推动带走形成管涌． (2)基础土层中合有强透水层，上面覆盖的土层压重不够. (3)工程防渗或排水(渗)设施效能低或损坏失效．
（３）滤水压浸台：在大片管涌面上分层铺填粗沙、石屑、滤水压浸台：在大片管涌面上分层铺填粗沙、石屑、碎石，下细上粗，每层厚20cm左方，最后压块石或左方，碎石，下细上粗，每层厚左方土袋。如缺乏沙石料，可用秸柳作成柴排(厚土袋。如缺乏沙石料，可用秸柳作成柴排厚1530cm)，再压块石或土袋，袋上也可再压沙料，厚度，再压块石或土袋，袋上也可再压沙料，以不使柴草压辱太紧为限。此法适用于管涌数目多，以不使柴草压辱太紧为限。此法适用于管涌数目多，出现范围较大的情况。如系水下发生管涌：出现范围较大的情况。如系水下发生管涌：切不可将水抽干再填料。以免险情恶化。水抽干再填料。以免险情恶化。
END ...... THANKS !
流砂防治方法
在基坑开挖中，防治流砂应从“治水”着手。防治流砂的基本原则是减少或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。其具体措施有：（1）枯水期施工法枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。（2）铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。（3）设止水帷幕法将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。

2016一建港口与航道工程实务考点：流沙与管涌的防治

2016一建港口与航道工程实务考点：流沙与管涌的防治2016年一级建造师港口与航道工程专业备考的考生们看过来，你熟悉流沙与管涌的防治吗？跟着一级建造师频道来看一下吧，希望对大家的复习有所帮助，更多一级建造师考点、试题以及考试资讯请关注本频道。

2016年一建《港口与航道工程实务》考点：流沙与管涌的防治流沙与管涌是导致坝基失稳、斜坡滑动、基坑坍塌的重要原因之一。

管涌与流沙通常由工程活动引起，但在有地下水渗出的斜坡、岸边等地带也会发生。

管涌与流沙的不同之处在于管涌缓慢地、由少到多地带走细小颗粒，流沙则突发地大量带走岩土颗粒，对工程危害较大。

防治流沙与管涌的措施有以下几种：(1)尽量避免水下大开挖施工，如利用流沙层上面的土层作天然地基，或采用桩基穿过流沙层等。

(2)控制地下水出逸点处的水力梯度，使其小于临界水力梯度。

(3)人工降低地下水位。

将地下水位降至可能产生流沙的地层以下，然后再进行开挖。

(4)设置截水墙。

截水墙应进入地下一定深度，改善地下水的迳流条件，即增长渗流途径，减小地下水力梯度和流速，满足抗管涌、流沙的要求。

(5)水下开挖。

在基抗开挖期间，使基坑内充水，始终保持足够的水头，避免产生流沙的水头差，增加坑壁土体的稳定性。

(6)其他方法。

如冻结法、化学加固法、加重法、爆炸法等。

【例题】在以下各种防治流砂与管涌的措施中，说法正确的有( )。

A、尽量避免水下大开挖施工，如利用流沙层上面的土层作天然地基，或采用桩基穿过流沙层等;B、控制地下水出逸点处的水力梯度，使其小于临界水力梯度;C、人工降低地下水位。

将地下水位降至可能产生流沙的地层以下，然后再进行开挖。

D、设置截水墙。

截水墙应进入地下一定深度，改善地下水的迳流条件，即增长渗流途径，减小地下水力梯度和流速，满足抗管涌、流沙的要求。

答案：ABCD一级建造师频道。

流沙或管涌的判断计算

流沙或管涌的判断计算深基坑开挖过程中流沙或管涌的判断地下水流动时，若水流的方向为由上向下，此时动水力的方向和重力方向一致，使土颗粒压得更紧，对工程有利；若水流的方向为由下向上，此时动水力的方向和重力方向相反，将使土颗粒悬浮，当动水力Gd的数值≥土的浮重度γ′时，砂土随水流动，形成流砂（或管涌：自下而上涌出，通常有承压水造成。

）。

在建筑工程基槽开挖遇地下水位下砂土地基，通常采用排水沟明排地下水的方法，此时地下水流动的方向向着基槽，由于基槽中土体已经挖除，形成临空界面，在动水力Gd作用下可能产生流砂。

流沙或管涌的判断计算公式：A、达西定律：Q/t=q=kF(h/L)=kFi(砂土试样长L,截面积为F,其在t秒钟所接水量为Q，则每秒钟的渗流量为q)v=kiv---水的渗透速度，㎝/s；k---土的渗透系数，㎝/s；i=h/L---水力坡度，h为水头差，L为过水断面长度；B、动水力Gd流动的水对单位体积土的骨架作用的力称为动水力。

此动水力是水流对土体施加的体积力，单位KN/m3,动水力与水流受到土骨架的阻力大小相等方向相反。

Gd=iγwγw---水的重力密度，KN/m3。

Gd---动水力，KN/m3；i---水力坡度（俗称水头差）；C、流砂或管涌判断当动力水Gd的数值≥土的浮重度γ′时，砂土随水流动，形成流砂（或管涌：自下而上涌出，通常有承压水造成。

）。

Gd﹤γ′----安全，无流砂或管涌现象；Gd≥γ′----不安全，将发生流砂或管涌现象。

即：Gd=γ′→ iγw=γ′→γ′- iγw = 0→令i= i′则i′=γ′/γw，此时i′为临界水力坡度，表示即将产生流砂或管涌。

故此当实际水力坡度≥i′临界水力坡度时将发生流砂或管涌现象。

附注：水力坡度：又称水力梯度，即水头差除以渗透途径长度。

当呈紊流运动时，则服从哲才定律：v=ki?v---水的渗透速度，㎝/s； k---土的渗透系数，㎝/s；i=h/L---水力坡度，h为水头差，L为过水断面长度；潜蚀：当地下水流动的水力坡度i很大时，水流由层流变成紊流，此时动水力可把土体粗粒孔隙中充填的细粒土冲走，破坏土的结构，这种作用称为潜蚀。

流土和管涌的概念

流土和管涌的概念
流土和管涌是地质学中的两个重要概念，它们分别指的是地下水流动和气体涌出现象。

下面将详细介绍它们的定义、成因、特征以及对环境和人类的影响。

一、流土：
1.定义：流土为地下水在土层中的流动现象，是水文地质学的一个重要领域。

2.成因：流土的形成与地下水的补给、区域地质构造及渗透性、土层性质等因素密切相关。

3.特征：流土具有需要半年以上时间才会出现的滞后性，其流动速度较慢，一般只有几毫米或几厘米每秒。

4.影响：流土在地下岩土工程和地质灾害等方面具有重要作用，如岩土工程中流土对地下结构稳定性和渗透性的影响，以及洪水灾害中流土对泥石流形成过程的促进作用等。

二、管涌：
1.定义：管涌是地下气体在地层中向上逸出的现象，常与油田、油气井、地热井等相关。

2.成因：管涌常常与沉积物中的有机物质与烃类化合物热分解有关。

3.特征：管涌的出现通常具有突发性和不可预测性，通常以气体喷出或集聚为主。

4.影响：管涌对生态环境和人类活动都会产生严重影响，如地下储层气体的释放会影响空气质量，同时也会影响地下建筑及地质灾害。

总体来说，流土和管涌不仅是地质学中的重要研究领域，对于环境和
人类活动的影响也十分重要，需要在实践中引起足够的重视，加强研
究与管理。

土力学简答题(1)

1、土的三相指标有哪些?哪些可以直接测定？如何测定？答：三相指标：土地的干密度、土的饱和密度、土的浮密度、土的孔隙比、土的孔隙率、土的饱和度直接测定：土的含水量、土的密度、土粒的的相对密度测定方法：烘干发、环刀法、比重计法。

2、流砂与管涌现象有什么区别和联系？答：区别与联系：○1流沙发生在水力梯度大于临界水力梯度；管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度的情况下；○2流沙发生的部位在渗流溢出处；管涌发生的部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部；○3流沙发生在水流方向上；管涌没有限制。

3、在工程中，如何考虑土中应力分布规律？答：○1考虑相邻建筑物时，新老建筑物要保持一定的净距，其具体值依据原有基础荷载和地基土质而定，一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍；○2同样道理，当建筑物基础临近边坡即坡肩时，会使土坡的下滑力增加，要考虑和分析边坡的稳定性。

要求基础离开边坡有一个最小的距离a。

○3应力和应变式联系在一起的，附加应力大，地基变形也大；反之，地基变形就小，甚至可以忽略不计。

因此在计算地基最终沉降量时，“沉降计算深度Zn”用应力比法确定。

4、简述太沙基有效应力原理。

答：土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；土的有效应力控制了土的变形。

5、地基附加应力分布规律有哪些？答：○1附加应力不仅发生在荷载作用面积之下，而且发生在荷载作用面积之外相当大的范围之下，这就是基地附加应力的扩散分布。

○2在离基底不同深度z处各水平面上，以基底中心点以下轴线处σz值最大，随离中性轴距离增大曲线减小。

○3在荷载分布范围之下任意点沿铅垂线的σz值，随深度增大曲线减小。

○4条形荷载比相同宽度的方形荷载σz的影响深度大，在相同深度处，条形荷载在地基中的σz比相同宽度方形荷载大的多。

6、在砂土地基和软粘土地基中，建造同样的建筑物，施工期和使用期内哪些地基土的建筑物的沉降量大?为什么？答：施工期内砂土地基上建筑物的沉降量大，并能达到基本稳定；使用期内软念土地基上建筑物的沉降量大。

流沙或管涌的判断计算

深基坑开挖过程中流沙或管涌的判断地下水流动时，若水流的方向为由上向下，此时动水力的方向和重力方向一致，使土颗粒压得更紧，对工程有利；若水流的方向为由下向上，此时动水力的方向和重力方向相反，将使土颗粒悬浮，当动水力Gd的数值≥土的浮重度γ´时，砂土随水流动，形成流砂（或管涌：自下而上涌出，通常有承压水造成。

）。

在建筑工程基槽开挖遇地下水位下砂土地基，通常采用排水沟明排地下水的方法，此时地下水流动的方向向着基槽，由于基槽中土体已经挖除，形成临空界面，在动水力Gd作用下可能产生流砂。

流沙或管涌的判断计算公式：A、达西定律：Q/t=q=kF(h/L)=kFi(砂土试样长L,截面积为F,其在t秒钟所接水量为Q，则每秒钟的渗流量为q)v=kiv---水的渗透速度，㎝/s；k---土的渗透系数，㎝/s；i=h/L---水力坡度，h为水头差，L为过水断面长度；B、动水力Gd流动的水对单位体积土的骨架作用的力称为动水力。

此动水力是水流对土体施加的体积力，单位KN/m³,动水力与水流受到土骨架的阻力大小相等方向相反。

Gd=iγwγw---水的重力密度，KN/m³。

Gd---动水力，KN/m³；i---水力坡度（俗称水头差）；C、流砂或管涌判断当动力水Gd的数值≥土的浮重度γ´时，砂土随水流动，形成流砂（或管涌：自下而上涌出，通常有承压水造成。

）。

Gd﹤γ´----安全，无流砂或管涌现象；Gd≥γ´----不安全，将发生流砂或管涌现象。

即：Gd=γ´→ iγw=γ´→γ´- iγw = 0→令i= i´则i´=γ´/γw，此时i´为临界水力坡度，表示即将产生流砂或管涌。

故此当实际水力坡度≥i´临界水力坡度时将发生流砂或管涌现象。

附注：水力坡度：又称水力梯度，即水头差除以渗透途径长度。

第四章土的渗流性和渗流问题习题与答案

第四章土的渗流性和渗流问题一、填空题1.当渗流方向向上，且水头梯度大于临界水头梯度时，会发生流砂现象。

2.渗透系数的数值等于水力梯度为1时，地下水的渗透速度越小，颗粒越粗的土，渗透系数数值越大。

3.土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性或透水性。

4.一般来讲，室内渗透试验有两种，即常水头法和变水头法。

5.渗流破坏主要有流砂和管涌两种基本形式。

6.达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。

7.出现流砂的水头梯度称临界水头梯度。

8.渗透力是一种体积力。

它的大小和水力坡度成正比，作用方向与渗流方向相一致。

二、名词解释1.渗流力：水在土中流动时，单位体积土颗粒受到的渗流作用力。

2.流砂：土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。

3.水力梯度：土中两点的水头差与水流过的距离之比。

为单位长度上的水头损失。

4.临界水力梯度：使土开始发生流砂现象的水力梯度。

三、选择题1.流砂产生的条件为：（ D ）（A）渗流由上而下，动水力小于土的有效重度（B）渗流由上而下，动水力大于土的有效重度（C）渗流由下而上，动水力小于土的有效重度（D）渗流由下而上，动水力大于土的有效重度2.饱和重度为20kN/m3的砂土，在临界水头梯度I Cr时，动水力G D大小为：（ C ）（A）1 kN/m3（B）2 kN/m3 （C）10 kN/m3 （D）20 kN/m33.反应土透水性质的指标是（ D ）。

（A）不均匀系数（B）相对密实度（C）压缩系数（D）渗透系数4.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（ C ）。

（A）发生流土时，水流向上渗流；发生管涌时，水流向下渗流（B）流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中（C）流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏（D）流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏5.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？（ D ）（A）压缩系数（B）固结系数（C）压缩模量（D）渗透系数6.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？（ A ）（A）坑底隆起（B）流土（C）砂沸（D）流砂7.下属关于渗流力的描述不正确的是（ D ）。

流土和管涌的异同点

流土和管涌的异同点
流土和管涌是两种地下水文现象，它们具有一些相似和不同的特点。

相同点：
1. 两者都是地下水默认为自然流动的结果。

2. 都是因为地下水流动和迁移造成的土壤变形和沉降。

3. 在土壤中发生的都是不可逆过程。

4. 都会对建筑物和基础设施造成影响。

不同点：
1. 流土是地下水渗透到土层中，使得土壤颗粒向下沉积，在土壤中形成大的空隙，最终导致沉降。

2. 管涌是由于地下水压力大、土层变压差异大导致的管道内水量突然减少或停止，使得土层快速下沉，引起管道约束力不足而破坏的现象。

3. 流土是由于土层中水流动造成的，一般会漫延一定的范围；管涌则只发生在管道周围的土层内。

4. 管涌是针对特定管道而言的，流土可能存在于土壤各处。

综上所述，虽然两者都是地下水文现象，但其产生原因和影响范围有所不同。

在土壤稳定性方面的考虑，都需要注意防范和处理。

对河道深基础施工中流沙和管涌的防治浅析

越长，通道的宽度越宽，继而发生大量涌水和塌方事故。
３出现流沙、管涌的应急措施
３．１基础出现管涌时的应急措施
管涌的发生是一个水与土体相互作用的复杂的力学过程，管３．１．１集水井强排法涌的发生与地层中地的组成成分、结构、土的级配、水力梯度、管集水井强排法在河道中基础施工的前提是基坑底标高在不
确保基础的顺利施工。
１流沙、管涌的成因
１．１流沙的成因
土体在受水浸泡饱和时，土粒中亲水胶体颗粒吸水膨胀使土
２流沙、管涌的防治措施
施工方案的设计与论证：（１）为保证基础施工时基坑的稳定安全，在施工之前，首先应
水利建设
叠筋酋曩饰
２０１３年９月
对河道深基础施工中流沙和管涌的防治浅析
马龙
（安徽省淠史杭灌区管理总局红石嘴管理处２３７０００）
摘
要：本文主要对深基础施工中出现流沙、管涌现象的成因进行了分析，总结了较有实用性的预防流沙、管涌的方
涌发生口表面覆盖粘土层的强度、厚度、饱和度、固结度、浸泡时透水层以上，且待挖土体中的地下水浸润线标高低于坑底标高。间等因素有关。由于承压水层的作用基坑出现管涌，应采取“ 排水保砂 ” 的原则，河道中基础施工作业面通常大大低于河道自由水面，若抗渗切忌强行封堵，应立即采用细石或中粗砂将管涌口覆盖以减少防护不能完全超过河床的含水层，就极易在基坑内施工排水形涌水口的砂土流失，同时在坑底挖临时集水坑用水泵进行明排成防护体内外压力差时形成渗流，而且随着基坑施工的不断进水，对坑中土进行抢挖。基坑开挖完成后，对管涌处做进一步处

管涌与流沙(土)防治的方法

管涌和流沙（土）的概念与现象一、管涌和流沙（土）在概念上有所不同流沙（土）：在一定渗透力作用下，土体中颗粒同时起动而流失的现象。

管涌：在一定渗透力作用下，土体中的细颗粒沿着股价颗粒所形成的空隙通道移动或被渗流带走的现象。

管涌主要发生在沙性土中。

在黏性土中流土常表现为土体的隆胀、浮动、断裂等现象，如深基坑开挖时的坑底隆起；在非黏性土种流砂表现为砂沸、泉眼群、土体翻滚，最终被渗流托起等现象。

二、管涌和流沙（土）防治的基本方法治理管涌和流沙（土）的原则是以防为主，大范围的流沙（土）险情出现时，除了首先回土压顶没用什么有效措施。

管涌和流沙（土）防治的方法与措施应与工程结构及其他岩土工程措施结合在一起综合考虑。

宗旨是防渗及减弱渗透力。

（一）土质改良土质改良的目的是改善土体结构，提高土的抗剪强度与模量及其整体性，减小其透水性，增强其抗渗透变形能力。

常用的办法有注浆法、高压喷射法、搅拌法及冻结法。

（二）截水防渗截水防渗措施的目的是隔断渗透途径或延长渗径、减小水力梯度。

水平方向铺设防渗铺盖，可采用黏土及壤土铺盖、沥青铺盖、混凝土铺盖以及土工膜铺盖。

垂直方向防渗的结构形式很多。

大坝工程的混凝土、黏土芯墙、高压喷射、劈裂灌浆形成的止水帷幕；基坑及其他开挖工程中广泛使用的地下连续、板桩、MSW 工法插筋水泥土墙以及水泥搅拌墙。

这些竖向的隔水结构主要是打设在透水层内，其深度根据渗流计算确定。

打设在强透水层中时应尽可能深入到不透水层，否则隔渗效果有限。

（三）人工降低地下水位该方法是最常见的临时防渗措施，在施工期处理管涌、流沙（土）时也常采取这一最简单易行的办法。

该法可以降低水头，或使地下水位降至渗透变形土层以下。

在弱透水层中采用轻型井点、喷射井点；在较强的透水层中采用深井法。

（四）出逸边界措施在下头加盖重，以防止土体被渗透力所悬浮，防止流砂（土）。

在浸润线出逸段，设置反滤层是防止管涌破坏的有效措施。

（五）其他施工考虑施工选择枯水期施工；采取水下挖掘及浇筑封底混凝土等施工方法。

流砂与管涌培训讲学

(四)水下管涌险情抢护
❖ 在坑、搪、水沟和水渠处经常发生水下管涌，给抢险工作带来困难。可结合具体情况，采用以下处理办法：
❖ (1)反滤围井。 ❖ (2)水下反滤层。 ❖ (3)蓄水反压。
(五)“牛皮包”的处理
❖ 当地表土层在草根或其他胶结体作用下凝结成一片时，渗透水压把表土层顶起而形成的鼓包，俗称为“牛皮包”。一般可在隆起的部位，铺麦秸或稻草一层，厚10～20cm，其上再铺柳枝、秫秸或芦苇一层，厚约20～30cm。如厚度超过30cm时，可分横竖两层铺放，然后再压土袋或块石。
❖ 据统计，1998年汛期，长江干堤近2/3的重大险情是管涌险情。所以发生管涌时，决不能掉以轻心，必须迅速予以处理，并进行必要的监护。
一秒前
一秒后
管涌险情的判别
❖ 管涌口离堤脚的距离 ❖ 涌水浑浊度及带沙情况 ❖ 管涌口直径 ❖ 涌水量 ❖ 洞口扩展情况 ❖ 涌水水头
具体操作时
❖管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近，其危害性就越大。一般以距堤脚15倍水位差范围内的管涌最危险，在此范围以外的次之。
外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。
❖ 设止水帷幕法。将连续的止水支护结构（如连
续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。
形成原因
堤防背水侧的地面粘土层不能抗御水压力而遭到破坏的原因大致为：
(1)防御水位提高，渗水压力增大，堤背水侧地面粘土层厚度不够。
(2)历史上溃口段内粘土层遭受破坏，复堤后，堤背水侧留有渊潭，渊潭中粘土层较薄，常有管涌发生。

第四章土的渗流性和渗流问题习题与答案

第四章土的渗流性和渗流问题一、填空题1.当渗流方向向上，且水头梯度大于临界水头梯度时，会发生流砂现象。

2.渗透系数的数值等于水力梯度为1时，地下水的渗透速度越小，颗粒越粗的土，渗透系数数值越大。

3.土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性或透水性。

4.一般来讲，室内渗透试验有两种，即常水头法和变水头法。

5.渗流破坏主要有流砂和管涌两种基本形式。

6.达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。

7.出现流砂的水头梯度称临界水头梯度。

8.渗透力是一种体积力。

它的大小和水力坡度成正比，作用方向与渗流方向相一致。

二、名词解释1.渗流力：水在土中流动时，单位体积土颗粒受到的渗流作用力。

2.流砂：土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。

3.水力梯度：土中两点的水头差与水流过的距离之比。

为单位长度上的水头损失。

4.临界水力梯度：使土开始发生流砂现象的水力梯度。

三、选择题1.流砂产生的条件为：（ D ）（A）渗流由上而下，动水力小于土的有效重度（B）渗流由上而下，动水力大于土的有效重度（C）渗流由下而上，动水力小于土的有效重度（D）渗流由下而上，动水力大于土的有效重度2.饱和重度为20kN/m3的砂土，在临界水头梯度I Cr时，动水力G D大小为：（ C ）（A）1 kN/m3（B）2 kN/m3 （C）10 kN/m3 （D）20 kN/m33.反应土透水性质的指标是（ D ）。

（A）不均匀系数（B）相对密实度（C）压缩系数（D）渗透系数4.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（ C ）。

（A）发生流土时，水流向上渗流；发生管涌时，水流向下渗流（B）流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中（C）流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏（D）流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏5.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？（ D ）（A）压缩系数（B）固结系数（C）压缩模量（D）渗透系数6.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？（ A ）（A）坑底隆起（B）流土（C）砂沸（D）流砂7.下属关于渗流力的描述不正确的是（ D ）。

疑难释义2.4流沙与潜蚀的区别与联系

土力学
S o i l M e c h a n i c s
第二章Chapter 2 疑难释义2.4
流沙和潜蚀的区别与联系
流沙和潜蚀（也叫管涌）是两种常见的土体渗流变形现象。

它们的发生均与土的粒径级配状况和水动力条件密切相关，且均会对工程造成较大的危害。

但流沙与潜蚀有着本质的差别，在工程中必须将它们区分开来。

首先，流沙只会发生在由下而上渗流的土层中，而潜蚀的也可以发生在侧向渗流的土体中。

任何类型的土，不论粘性土还是砂土，当满足级配和水动力条件后均有可能发生流沙现象。

但潜蚀一般发生在有较大孔隙的无粘性土中。

流沙和潜蚀发生的级配条件不同。

当土的粒径级配不均匀系数Cu较小时，土中的细粒填料含量较多，土质较为疏松，容易发生流沙现象。

当土的粒径级配不均匀系数Cu较大时，土中大小颗粒尺寸差异大，小颗粒可以通过大颗粒之间的孔隙流走，土层容易发生潜蚀。

流沙和潜蚀发生的水动力条件也不同。

一般流沙的临界水力梯度较大，而潜蚀的临界水力梯度较小。

流沙和潜蚀发生后的结果也有差异。

流沙一般发生于土体表面，然后向土体内部波及，过程迅速，危害极大。

而潜蚀可以发生在土体渗流出口，也可能发生在土体内部，是一个随时间增长不断发展的渐进性破坏。

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流沙和管涌的区别与联系