渗流与岩土工程(李广信教授)
高等土力学(李广信)4.4_二维渗流与流网课件
3)坝和土堤的渗流
图4－37 不同的情况土坝上游面的流线
（a）图的浸润线应垂直于坝面，这是因为坝的 上游面为一等势线，流线与之垂直。 （ b ）与（ c ）图表示上游面有粗粒料堆体，浸 润线应与水平线相切。
图4－38 不同情况下土坝下游的流线
（a）为水平排水垫褥（等势线） （b）为排水棱体（等势线）
不同土层界面处流线 的折射角 图4－36
2) 交界面两边流槽的宽度△s 随偏转角发生变化 △s1 AB cos1 △s2 AB cos 2
s1 cos 1 s2 cos 2
k1 tg 1 k2 tg 2
图4－36
3) 交界面两边网格的形状随渗透系数发生变化
3. 各向异性土与分层土中的流网
流入＝流出：不可压缩流体的连续性原理
vx vz vx dz vz dx (vx dx)dz (vz dz )dx （1） x z
vx vz 0 x x
（2）
2h 2h k x 2 k y 2 0 （4） x y
h q1 k1 s1 l1
=
h q2 k 2 s2 l2
h h k1 s1 k2 s2 l1 l2
s1 s2 k1 k2 l1 l2
s1=l1
k1 s2 非正方形 k2 l2 l2
图4－36
流网的应用
1)计算渗流量、孔隙水压力和水力坡降
流入＝流出：不可压缩流体的连续性原理
（1）
x h v y k y y 2h 2h kx 2 k y 2 0 x y
（3）
（4）
2h 2h 2 0 2 x y
图4－31 二维土单元的渗流
岩土工程的事故分析(李广信)
良好的场地条件酿成事故
• 该基坑工程的工地条件“太好”了：东西两侧距 离建筑物都在几十米到百米以上，西侧是风情大 道，大道西侧是一个小学校的操场。 • 自10月9号至事发前的一个多月，临近北二基坑西 侧风情大道位于污水管附近上方的车道路面结构 层开裂严重、路面下沉明显，基坑内侧地下连续 墙也曾出现过较大的裂缝。这些预兆没有引起充 分的重视。 • 常常可以见到这样的场面：由于地面或者墙面发 现有微小的裂缝，居民就会在工地集聚起来，阻 止车辆进出，大爷大妈们坐在挖土机、起重机下， 不准动土－群众监督的有效性。
对待工程事故的正确态度
• • • • 目前“有关部门”对事故采取封堵的做法 ； 严格控制现场，封锁舆论，销毁物证； 评审专家-严禁扩散； 阿Q的精神。
• 当事者或相关者将造成近300人死亡的襄汾 县尾矿坝事故说成是泥石流；将掩埋了20 多人的杭州地铁基坑事故说成是“突发性 自然事故”。 • “天何言哉？四时行焉，万物生焉” （论 语•阳货）。 “苍天何辜？代人受过。” • 鲁迅先生说过：第一个吃螃蟹的人是很值 得佩服的，因为他也一定吃过蜘蛛，觉得 不好吃，于是人们也就不再吃蜘蛛了。 • 这里的关键在于他肯将结果告诉大家。
Nc 0 N q t
4.2.6.1 应按下列规定提供土的抗剪强度指标： （3）对砂土、粉性 (1)应考虑实际工程底排水条件确定采用的 土和粘性土，采用 强度试验方法并提供相应的峰值强度指标； 三轴固结不排水试 (2)对于淤泥和淤泥质土。应提供室内试验 验，分别提供有效 不排水强度指标；当基坑安全等级为一、二 应力指标和总应力 级时，还需进行十字板试验提供十字板强度 指标。 和灵敏度。
(h t ) q
0 z 1.1 2
0 [0.5(q h)a 2 ]
土的渗透破坏及其工程问题
ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ； ｓ ｏ ｉ ｌ ｆ ｌ ｏ ｗ ； ｐ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ ； ． ｑ ｕ ｉ ｃ ｋ ｓ ａ ｎ ｄ ； ｆ ｌ ｏ ｗ ｓ ｌ ｉ ｄ ｅ
１． 前言
摹 Ａ ； ． Ａ ｆ ｓ ａ ｉ Ｖ ｆ ３ ｝ Ｖ １ ＇ ｒ ＂ Ｃ ， ｃ ｆ ： ０ Ｊ ｝ Ｐ Ｄ Ａ － ９ ３ Ｉ ｋ Ｔ ｔ ｇ ， ａ ； ａ ｝ ｆ ． １ ． ｌ ａ ￥ Ｌ ＇ ａ Ｅ ． ｆ ｎ ． １ ｉ ｝ Ｗ
３ 土的渗透破坏与渗透引起的土的破坏
一 土 的 渗 透 破 珠 主 要 是 流 土 和 管 涌 ， 二 者 都 有 严 格 的 定
义 ， 概 念 是 清 楚 的 、 但 是 土 中 水 及 其 渗 透 可 能 引 发 的 问 题 比
较复杂， 引起土的 破坏有多 种形式， 一 对此常会发生一些认识
ｔ ｏ ｎ ） 在１ ９ ７ ６ 年６ 月５ 日 由 于 渗 透 引 起（ 水 力 劈 裂 ） 溃 坝 造
多 发生 在雨季 （ 或雪 水融 化的 春 季） 。 西藏的 易贡 地区 于
２ ０ ０ ０ 年４ 月９ 日 由 于 冰雪的融 化引 发了 坡高２ ３ ０ ０ 米， 总滑
动土 石一 方为３ 亿方的巨型滑坡， 堆积体堵塞了 易贡河， 形成
土的渗透破坏及其工程问题
李 广信， 周晓杰
（ 清华大学水利水电．程系，北京 １ ０ ０ ０ ８ ４ ）
关 键 词： 一 渗透破坏；
中图分类号：Ｔ Ｕ ４ ４ １ ４
． ． ｃ ｒ １ ＇ ｝ ／ ｝ ＇ （ ｉ ７ － ｔ ｆ ７ １ ｝ ， ０ ４ １ ＃ Ａ ，
事 ， 其 中 渗 透 破 坏 为 主 要 原 因 。 建 于１ ９ ８ ９ 年 的 青 海 沟 绝大多数都与士中水有关。例如关于水土． 降 雨 和 上 层 管 线 漏 水 形 成 上 层 滞 水 处 理 不 当 毛 承 压 水 处 理 后 水 库 混 凝 土 面 板 砂 砾 石 牌 ， 由 于 防 浪 墙 与 坝 体 接 触 处 漏 水 对
土力学_李广信_土体中的应力(1)解读
水平向： sx sy K0sz
成层地基
K0 1
竖直向： sz iHi sz 1H1 2H2 3H3
1 Z 2
H1 水平向： sx sy K0 sz K0 i Hi
容重：地下水位以上用天然容重
H2
地下水位以下用浮容重
土力学
清华大学土木水利学院 岩土工程研究所
土力学（1）
绪论 第一章 土的物理性质与工程分类 第二章 土的渗透性和渗透破坏 第三章 土中应力计算 第四章 土的变形特性 第五章 土的强度
第三章 土体中的应力计算
土中应力(自重应力和附加应力)的计算方法 有效应力原理的概念和应用
z
- zx +
xz
x
土力学
第三章 土体中的应力计算
§5.1 土体破坏与强度理论
§3.1.3 土力学中应力符号的规定
x xz
zx
z zx z
xz
x
+ z
o
zx+
x
xz +
z
- x
(z, zx)
1
x
z 2
(
z
2
x
)2
§3.3.5 感应图法求不规则面积上均布荷载作用下的 附加应力
§3.3.6 影响土中应力分布的因素
第三章 土体中的应力计算
§3.3 地基中的附加应力计算
§3.3.1 集中作用下的附加应力计算
竖直集中力作用下的附加应力计算 －布辛内斯克(Boussinesq)课题
水平集中力作用下的附加应力计算 －西罗提(Cerruti)课题
2021年注册岩土工程师专业案例考题试卷及答案上午卷
2021年注册岩土工程师专业案例考题试卷及答案上午卷一、案例解析题（每题的四个备选答案中只有一个符合题意）1. 某拟建场地内存在废弃人防洞室，长、宽、高分别为200m、2m、3m，顶板距地表1.5m，洞顶土层天然重度17.0kN/m3，天然含水量ω＝15%，最大干重度17.5kN/m3。
开工前采取措施使该段人防洞依照断面形状完全垂直塌落后，再填平并压实至原地表高度，不足部分从附近场地同一土层中取土，要求塌落土及回填土压实系数≥0.96。
依据上述信息估算所需外部取土的最少方量，最接近下列哪个选项？（不考虑人防洞室结构体积）（）A. 1220m3B. 1356m3C. 1446m3D. 1532m3【答案】 C【解析】根据土的三相比例指标换算关系。
洞顶土层干重度为：。
塌落土及回填土压实后的干重度为：γd2＝γdmax·λc。
设所需外部土方量为Vm3。
根据回填前后颗粒总质量相等的原则，ρd1V1＝ρd2V2。
即（γd1/g）V1＝（γd2/g）V2，从而可得：γd1V1＝γd2V2。
代入数据可得：解得：V＝1445.65m3，故C项最接近。
2. 某水利排水基槽试验，槽底为砂土，地下水由下往上流动，水头差70cm，渗流长度50cm，砂土颗粒比重Gs＝2.65，孔隙比e＝0.42，饱和重度γsat＝21.6kN/m3，不均匀系数Cu＝4。
根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50487—2008），对砂土渗透破坏的判断，下列哪个选项说法最合理？（）A. 会发生管涌B. 会发生流土C. 会发生接触冲刷D. 不会发生渗透变形【答案】 B【解析】根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50487—2008）附录G第G.0.5条、第G.0.6条。
已知Cu＝4≤5，因此不会发生接触流失。
因因此会发生流土。
故选择B项。
3. 某隧道呈南北走向，勘察时在隧道两侧各布置1个钻孔，隧道位置及断面、钻孔深度、孔口高程及揭露的地层见下图（单位：m）。
基坑规范的讨论(李广信)
m1
d
0
m2
M点的抗剪强度f
j
j
2
i j
j
d
j
M
j
f ( h l d ) tan cq c cq
瑞典条分法-替代法
MR Fs MS
i
h1i h2i h3i ui 浸润线
[c l (W cos u l ) tan ) W sin
i i i i i i i i i
圆弧滑动整体稳定－基坑规程图6.1.3
{c l [( q b G ) cos u l ] tan } K (q b G ) sin
i i i i i i i i i i i i i
s
Ks—圆弧滑动稳定安全系数1.3
规定对于水下的黏性土u=0；
j
1.前言
经过十余年的基坑工程实践，取得了很多经验； 大量的理论研究成果，使我们对于基坑工程中 的问题有更深刻的认识； 频繁的基坑失事案例，使我们取得了宝贵的教 训； 最近修编的很多涉及到基坑的规范反映了这些 进展； 但仍有一些可以商榷和讨论的问题； 本人以下的意见供同行们批评指正！
MR Fs MS
[c l (h h h ) cos tan (h h h ) sin
i i 3i 2i 1i i 3i 2 i sat 1i i
替代法：不计水压力
h3i部分用浮重度计算，h2i分母用饱和重度；分子用浮重度
0
ak ac k , j
k , j q0
与自重应力一样，用固结 不排水强度指标计算q0对 土压力与稳定性的影响。
李广信 土力学中的渗透力与超静孔隙水压力
:“浮力的数
值等于 颗 粒 表 面 对 应 于 位 置 水 头 的 水 压 力 的 合
力 ”,或者说是对应于重力势的水压力合力 。在图 2
中的静水中 ,由于重力势 +压力势 =常数 ,所以也可
以说浮力等于作用于物体上各点的 (静 )压力势的合
力 。但是这在有渗流的条件下就不合适了 (见图 3) 。
图 1 渗透力示意图
看 ,作者显然是将位置水头 (或者重力势 )与压力水
头 (或者压力势 )混淆了 。
图 2中 ,当基准面选为 O - O 时 , 作用于静水下
物体 A 上任一点的静水压力为 u1 =γw z;如果基准面 选为 O ′- O ′(陈文中讲“零静水压的参考点 ”可以是
“任选 ”的 ) ,则物体 A 上任一点的静水压力变为 u1
另外 照陈文的图 2和式 ( 3) , u1 =γw z,亦即土
体中静水压力为负值 ,显然不确 ;
( b) 陈文的式 ( 5) 、( 6)的体积积分的增量为线
增量 dz, dτ;
( c) 在其图 2中 ,并没有说明取的是微单元 , 所
以文中 5u2 5z
= h1
-
一定义至少存在两处漏洞 。当 B < 1. 0 时 , 土并不
是“饱和 ”土 ;当 A < 0时 ,会产生负的超静孔隙水压
力 ,它就不是“超过 ”而是“低于 ”静水压力的部分 。
笔者定义静孔隙水压力与超静孔隙水压力如
下 ,并与同行们切磋 :
( 1) 静孔隙水压力是“由水的自重产生的孔隙
水压力 ”,这样 ,图 2、3表示的情况都可以归入静孔
这样 ,渗透力是水作用于土骨架上的推动力和 拖曳力 ,其反作用力是土骨架对于渗透水流的阻力 。
清华大学李广信土力学重点知识总结(期末、考研)
土力学笔记（清华二版）第一章土的物理性质和工程分类1.1土的形成1.土的特点碎散性岩石风化或破碎的产物，非连续体受力易变形，强度低体积变化主要是孔隙变化剪切变形主要由颗粒相对位移引起三相性固、液、气受力后由三相共同承担相间存在复杂相互作用孔隙水和孔隙气可流动天然性自然界的产物，存在自然变异性非均匀性各向异性时空变异性2.三大问题、三大特性：强度、变形、渗透1.2土的三相组成1．根据三相比例不同，将土分为：饱和土、非饱和土、干土2．粒径级配：粒径大小及不同尺寸颗粒在土中占的百分比3．巨粒土＞60mm 、粗粒土＞0.075、细粒土≤0.075；4．粗粒土：以砾石和砂石为主的土，也称无黏性土5．细粒土：以粉粒和黏粒为主的土，也称黏性土6．粒径级配分析方法：筛分法（适用于粒径大于）0.075；水分法（粒径小于0.075）7．粒径级配曲线：横坐标为土颗粒直径（mm ），纵坐标为小于某粒径的土颗粒累积含量（百分比）8．粒径级配曲线的用途：了解土的粗细程度；粒径分布的均匀程度，分布连续性程度来判断土的级配优劣。
9．重要参数：1d50：平均粒径，表粗细；d10：有效粒径，细颗粒代表值；d30：连续粒径，表连续性；d60：控制粒径，粗颗粒代表值。
2两点：某粒径范围内土颗粒所占质量百分数，陡多，缓少，平缺10．不均匀系数Cu ：Cu=d60/d10；Cu ＞5不均匀土11．曲率系数：1060230c d d d C ⨯=；Cc ＜1或＞3表示级配曲线不连续。
12．级配良好的土：土的级配不均匀Cu ≥5，且级配曲线连续（Cc=1-3），适用于填方工程。
13．土中水：自由水：毛细水，重力水；结合水：强结合水，弱结合水14．土中气：封闭气体，自由气体1.3土的物理状态15．最基本指标1土的密度：单位体积土的质量，g vργρ==;m2土粒比重（土粒相对密度）：土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比，数值上等于土粒的密度。
土力学_李广信_土的渗透性 (1)
§2.1 土的渗透性与渗透规律 §2.2 平面渗流与流网 §2.3 渗透力与渗透变形
第二章 土的渗透性和渗流问题
§2.1 土的渗透性与渗透规律
一．渗流中的水头与水力坡降
二．渗透试验与达西定律
三．渗透系数的测定及影响因素
四．层状地基的等效渗透系数
第二章 土的渗透性和渗流问题
§2.1 土的渗透性与渗透规律
试验条件：h，A，L=const 量测变量：V，t 结果整理： V=Qt=vAt v=ki i=h/L
Δh 土 样 Q A L
界限含水量 S、P、L 塑性指数 Ip
第二章 土的渗透性和渗流问题
复习
§1.4 土的结构
土的结构
粗粒土的结构 单粒结构
土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
细粒土的结构
分散结构 凝聚结构 土粒间的作用力 粘性土的 结构性指标
重力起主导作用
第二章 土的渗透性和渗流问题
复习
§1.5 土的工程分类
• 将工程性质相近的土进行分类 目的：
5500起，2.5亿美元，死14人，受灾 2.5万人，60万亩土地，32公里铁路
溃坝原因： 拱效应导致水力劈裂
第二章 土的渗透性和渗流问题
渗透破坏工程事故
沟后面板坝
概况：
沟后面板砂砾石坝， 高71米，长265米， 建于1989年。
损失：
1993年8月7日，青海省 沟后水库溃坝，瞬间冲 毁 1000 多 户 房 舍 ， 288 人丧生，上千人受伤。
孔隙比e 或 孔隙度n；饱和度Sr；密度和容重指标
第二章 土的渗透性和渗流问题
复习
§1.3 土的物理状态
土的物理状态指标
1. 粗粒土的密实状态指标: 相对密度Dr
高等土力学(李广信)4
4.1.3 土中水和渗流问题的研究历史
1.1901劳（Low）年给出了粘土颗粒表面结合水 形成的机理；
2.1856年，法国工程师达西（Darcy）提出了线性 渗流的达西定律；
3.1910年理查森（L. F. Richardson）首先提出了 有限差分法；
4.20世纪60年代之后， 渗流计算发展：非饱和土、 固结与变形耦合计算、与极限分析耦合、混合 流、污染物扩散……
4.1.1岩土中的水及其运动
蒸发
图4－1 土中水
滞水 潜水
图流的生态与工程意义
1.土中水是地球生命的源泉 2.渗漏：我国渠系中水的利用系数平均不足0.5 3.渗透破坏：土坝中有39％是由于渗透引起的 ；堤防
60%~70％是由于“管涌”等渗透变形引起的 4.深基坑中渗透影响水土压力及支护结构的内力，也是其
失事的主要原因 5.采油工业 6.地下水的污染 ：废水、固体垃圾、放射性废料……
98长江洪水中的险情和溃口
1)长江出险：6100多处 2)98.8.1：簰州湾，管涌引起决口，44人丧生；造
成31米深冲坑 3)98.8.4：江西江新洲管涌引起溃口，淹没区4.1
万人，78km2 4)98.8.7：九江城防由于管涌决口，形成61米宽溃
第4章 土中水与土的 渗透及其计算
第4章 土中水与土的渗透及其计算
4.1 概述 4.2 土中水的形态及其对土性的影响 4.3 土的渗透性 4.4 二维渗流与流网 4.5 有关渗流的一些工程问题 4.6 渗流的数值计算
4.1 概述
4.1.1岩土中的水及其运动 4.1.2 渗流的工程意义 4.1.3 土中水和渗流问题的研究历史
口 5)松花江与嫩江：9500多处 6) 60 ％~70％所谓的管涌 7)历史上长江干堤决口90％由于堤基管涌
用适体坐标变换方法求解渗流
用适体坐标变换方法求解渗流
介玉新;揭冠周;李广信
【期刊名称】《岩土工程学报》
【年(卷),期】2004(26)1
【摘要】运用传统的有限元方法求解渗流问题时,需要人为进行网格划分等前处理工作。
当问题涉及自由变动边界时,求解比较困难。
本文将适体(Boundary Fitted)坐标变换方法用于岩土工程渗流计算。
通过求解Poisson方程自动生成贴合实际物理边界的计算网格,并将渗流问题变换至规则统一的直角网格系统下进行有限差分离散和数值求解。
对不同的几何边界可以实现统一的数值求解算法,自动化程度高。
计算实例表明,这种方法具有简单、快捷的优点,生成的网格质量较高,是一种很有意义的方法。
【总页数】5页(P52-56)
【关键词】适体坐标;有限差分法;渗流;自由面;数值求解
【作者】介玉新;揭冠周;李广信
【作者单位】清华大学水利水电工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TV139.14
【相关文献】
1.用坐标变换方法求解倾斜圆环线圈时谐电磁场的解析解 [J], 雷银照
2.坐标变换法数值求解微通道行波电场电渗流 [J], 陈波;吴健康
3.贴体网格各向异性对坐标变换法求解起伏地表下地震初至波走时的影响 [J], 兰海强;张智;徐涛;白志明
4.采用适体坐标变换方法数值模拟天然河道河冰过程 [J], 茅泽育;张磊;王永填;吴剑疆
5.基于适体坐标变换的二维河冰模型 [J], 茅泽育;许昕;王爱民;赵雪峰;肖汉
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岩土会议代表 (2)
北京城建设计研究总院杨秀仁总工的报告为“依托轨道交通带动城市地下空间开发”；中国水科院陈祖煜院士的报告为“长江岳阳崩岸—调查与思考”。
这些报告从宏观上探讨了我国工程建设领域存在的一些问题，讨论了岩土工程的发展方向。
30日上午的大会报告为：张在明院士，北京勘察设计研究院，岩土工程的工作方法；冯夏庭研究员，中科院武汉岩土力学研究所，岩石力学、岩石工程于智能分析方法；伍法权研究员，中科院地质与地球物理研究所，我国工程建设中的重大地质与环境问题张苏民勘察大师，机械勘察设计研究院，当前岩土工程勘察实践的现状与展望。
31日下午的报告为：李广信教授，清华大学，岩土工程若干哲学思考，李老师的报告长达1个半小时，该报告已经录制了流媒体文件，置于本网站中国建筑学会工程勘察分会“会员服务区”，供免费下载。
白世伟研究员，中科院武汉岩土力学所，岩土工程信息化。
这些精彩生动，受到与会代表的高度赞扬。
会议在29日下午、30日下午、31日上午分为滑坡专题、岩土工程理论专题、岩土工程技术专题、岩土工程实录专题等4个分会场继续进行学术交流。
滑坡专题会场载陈祖煜院士的亲自组织、协调下，学术报告的水平较高，反映了我国近年来在滑坡研究和实践领域所取得的主要进展，吸引了较多的会议代表。
学术交流报告包括：陈祖煜，中国科学院院士，中国水利水电科学研究院，第八届国际滑坡会议筹备情况介绍；曹广晶，教授级高工，中国三峡总公司，三峡船闸高边坡工程；林在贯，中国勘察大师，西北综合勘察设计研究院，中国黄土和黄土滑坡；马惠民，研究员，中铁西北科学研究院，中国公路和铁路建设中的边坡工程；黄润秋，教授，成都理工大学，中国历史性大滑坡；刘传正，研究员，中国地质环境监测院，基于气象因素的区域地质灾害预警原理与应用；杨泽艳，教授级高工，中国水利水电顾问集团，洪家湾水电站岩质边坡与工程处理；李天扶，教授级高工，电力集团西北勘测设计研究院，韩城滑坡的变形机理及其治理；赵久柄，高级工程师，陕西省高速公路建设集团公司，铜黄公路川口黄土基岩滑坡治理；赵红敏，教授级高工，中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，龙滩水电站进水口高边坡稳定研究与治理；杜伯辉，教授级高工，中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，柘溪水库塘岩光滑坡－我国首例水库蓄水初期诱发的大型滑坡；赵伟敏女士代王治华教授，中国地质大学，中国滑坡遥感与新进展；李开德，教授级高工，国家电力公司昆明勘测设计研究院，鲁布革水电站发耐滑坡稳定性分析；汤献良，教授级高工，国家电力公司昆明勘测设计研究院，漫湾左岸滑坡特征及边坡治理；冯汉斌，教授级高工，国家电力公司昆明勘测设计研究院，小湾左案坝前堆积体边坡变形特征及其治理；张亮，高工，陕西省公路勘察设计院，铜黄一级公路滑坡治理设计总结。
02(清华大学-李广信)渗流与岩土工程事故
注浆补充地层损失
稳定土体，减少并控制土体 扰动范围，有利保护隧道和周边 建筑（区域外的构筑物），其主 要的措施就是尽快大量地向地下 注浆，以补充地层损失及改善隧 道结构受力条件。
第五、保障抢险安全，为抢险提供有利保障
• 险情发生后指挥部立即组织上水、电力、煤气、 排水、通信、电缆、公安、交警、消防等各单
（六）工程事故调查结论
定性：工程责任事故，直接经济损失1.5亿。 施工单位（北京中煤矿山工程公司）未经规定程序调整施 工方案； 险情征兆出现以后未能采取及时有效措施； 现场管理人员违章指挥，擅自凿洞直接导致事故发生； 总包单位（上海隧道工程股份有限公司）管理失控； 监理单位（上海地铁咨询监理科技有限公司）现场监理失 职。
沟后水库发生了严重的垮坝事故，在下游13公里
处的恰卜恰镇的居民还不知情，已经准备安睡。
而水库这里却是报警无着：电话不畅，摩托车无
油，领导找不到。据杭果讲，最后他“找了一辆 摩托车到镇上向领导报告”去了。
洪水大约用了一个小时，在晚11点50分抵达恰卜
恰镇，尚在睡梦中的288人死亡，44人下落不明。
水泥封 堵墙
浦东南路站
黄浦江
钢筋砼 封堵墙 钢筋砼 封堵墙
南浦大桥站
下行线长1987米
钢筋砼封堵墙位置示意图
钢筋混凝土封堵墙施工
第二.减少地面附加荷载，防止对地面的冲 击震动
第三、防止黄浦江水和地表水进入事故区 段对隧道损 坏的加剧
第四、稳定土体，减少土体扰动范围，补 充地层损失
根据各注 浆单位设备及 人员情况划分 注浆区域，统 一编号、统一 协调，建立注 浆管理网络， 落实责任单位 和责任人。
7月1日凌晨，联络通道发生流沙涌水， 导致隧道上下行线严重积水，进泥沙。同 时以风井为中心的地面开始出现裂缝、沉 降。 6：00，音像楼发生明显变形，墙面开裂， 房屋开始倾斜。 7：30，地面裂缝明显加剧，沉降加快。 文庙泵站明显沉降、倾斜，风井也明显沉 陷。
土力学_李广信_土坡稳定分析(1)解读
第1节 概述
二. 滑坡的形式
第1节 概述
二. 滑坡
2．造成滑坡的原因 降雨、蓄水、使岩土软化，
1) 振动：地震、爆破
坝背水坡浸润线
2) 土中含水量和水位变化
3) 水流冲刷：使坡脚变陡
存在渗透力
4) 冻融：冻胀力及融化含水量升高
5) 人工开挖：基坑、船闸、坝肩、隧洞出 入口
第1节 概述
地震引发的滑坡
第1节 概述
堤
2．人工土坡
防
第1节 概述
二. 滑坡 Landslides
什么是滑坡？ 为什么会滑坡？
一部分土体在外因作用下，相对于另一部分 土体滑动
第1节 概述
二. 滑坡
1．滑坡的危害： 滑坡是重大自然灾害（岩土） 我国是滑坡灾害频发的国家
2008年在西安召开第十届国际 滑坡与工程边坡会议
组委会主席 陈祖煜教授
• 江、河、湖、海岸坡
第1节 概述
1．天然土坡
• 山、岭、丘、岗、天然坡
第1节 概述
2．人工土坡 Engineered slope
¤ 挖方：沟、渠、坑、池
露 天 矿
第1节 概述
2．人工土坡
¤填方：堤、坝、路基、堆料
第1节 概述
2．人工土坡
天生桥一级面板堆石坝
第1节 概述
2．人工土坡
堆 石
坝
三峡库区滑坡问题－蓄水造成的滑坡
2001年，重庆市云阳县发生两次大型滑坡，其中武隆边坡失稳 造成79人死亡。国务院拨款40亿元用于三峡库区地质灾害治理
第1节 概述
漫湾滑坡
1989年1月8日 坡高103m。流纹岩中有强风化的密集 节理，包括一小型不连续面。事故导致电站厂房比计 划推迟一年，修复时安装了大量预应力锚索。
基坑渗流对水土压力的影响研究
【作者简介】吴涛（1969-），女，大学，工程师。
联系地址：上海市闸北区大宁路883弄67号202室（200072）。
【收稿日期】2009－07－04BUILDING CONSTRUCTION建筑施工第31卷第7期Vo1．31No．7基坑渗流对水土压力的影响研究□吴涛（上海同纳建设工程质量检测有限公司200331）【摘要】在地下水丰富的地区进行基坑降水施工时，渗流会导致坑内外水土压力发生改变。
通过基坑渗流有限元数值模拟分析，并结合杭州地铁试验段深基坑开挖的实际，研究了土层情况、水源补给情况、降水方式等因素对水土压力的影响。
【关键词】基坑降水渗流水压力土压力【中图分类号】TU432/文献标识码B【文章编号】1004-1001（2009）07-0546-02Study on Impact of Foundation Pit Seepage upon Water and Soil Pressure在地下水丰富的地区进行基坑开挖，不可避免的存在地下水渗流对基坑工程的影响。
当基坑降水施工时，在坑内外水头差的作用下，由坑外向坑内形成渗流场，渗流场对坑内外土体均施加渗透力的作用，导致坑内外水土压力分布模式改变。
谢康和推导了稳定渗流情况下成层土中基坑开挖降水引起的土中应力的变化公式以及围护结构周边任意点的总水头计算公式，但未考虑被动区的土层分层。
李玉歧在此基础上，进一步推导了一维渗流条件下围护结构周边水压、土体应力、水压力和土压力的计算公式，由于考虑了被动区土体的分层，完善了谢康和的结论。
李广信等提出了用流网计算二维稳定渗流条件下围护结构上水土压力的方法。
他认为，可以用朗肯理论结合渗透力来计算土压力的强度。
它与一维渗流理论最大的不同就是考虑了整个渗流场的水头分布，而不是仅仅假设水沿围护结构边缘流动。
这样就能够考虑多种情况，比如降水、围护结构破坏等因素对渗流场的影响，进而更加准确的计算围护结构上的土水压力。
刘早云提出当挡土墙墙后为二维渗流时，由于渗透力的方向不全是竖直方向，故朗肯理论不适用，这时朗肯理论和库仑理论的计算结果有很大的不同，同时认为渗透系数与土层的水力坡降成反比，当上下两相邻土层渗透系数相差10倍以上时，土层交界处水压力近似为零。
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事故区域
盾构从浦东向浦西推进， 在穿越黄浦江后经防汛墙、 外马路、文庙泵站、音像制 品批发交易市场进入中山南 路，在穿越多稼路后隧道上 下行线逐渐由水平同向推进 转为垂直同向推进直至浦西 南浦大桥站。 图中用深颜色表示的就 是本次事故的发生区域。
风井
事故部位
事故的发生点位于隧道
18.25m
风 井
（6）工程事故调查结论
定性：工程责任事故，直接经济损失1.5亿。 施工单位（北京中煤矿山工程公司）未经规定程序调整施 工方案； 险情征兆出现以后未能采取及时有效措施； 现场管理人员违章指挥，擅自凿洞直接导致事故发生； 总包单位（上海隧道工程股份有限公司）管理失控； 监理单位（上海地铁咨询监理科技有限公司）现场监理失 职。
事故情况
到下午3点钟多，山坡上流下的雨水增多，可见到山坡 上的小树开始倾斜和移动， 突然，着泥水、砂石和草木以迅雷不及掩耳之势从山 上奔驰而下，推倒了距坡脚28米外的护栏，直接扑向 人群，以每秒20－30米速度追击的人群。摄像机忠实 地记录了泥恐怖情景，几秒钟内，31人被裹挟着直冲 到55米外的水池中央。 警车与急救车及时赶到，幸存的人参加了紧急抢救。 最后还是有15人不幸遇难，另有11人受伤，被送到医 院治疗。
险情发生后指挥部立即组织上水、电力、煤气、 排水、通信、电缆、公安、交警、消防等各单 位采取了割接、改迁、封闭、暴露架空、重新 敷设、调整系统等措施，
确保抢险正常、快速进行和抢险人员安全，为
抢险提供了有利的保障。
（5）事故原因
（1）《冻结法施工方案调整》缺陷： 降低对冻土平均温度要求：-10 C —-8 C 制冷量不足：未考虑夏季施工损失； 冻结管数量减少（24－22），长度缩短25m—16m) （2）在冻结条件不太充分情况下进行开挖： 要求冻结时间50天，实际43天；6月24日回路温差大于 要求
水泥封 堵墙
上行线长2001米
水泥封 堵墙
浦东南路站 黄浦江
钢筋砼 封堵墙 钢筋砼 封堵墙
南浦大桥站
下行线长1987米
钢筋砼封堵墙位置示意图
钢筋混凝土封堵墙施工
第二.减少地面附加荷载，防止对地面的冲击震动
第三、防止黄浦江水和地表水进入事故区段对隧 道损坏的加剧
第四、稳定土体，减少土体扰动范围，补 充地层损失
4. 沟后水库大坝溃坝
（1）事故回放
1993年6月27日晚8点多，位于青海省共和县的 沟后水库建成了3年，蓄水首次接近满库，比水 库允许的最高水位（设计与校核洪水位3278m ）只低不到1米。 青藏高原天色明亮，沟后村沈桂莲姐妹俩在坝 下游距坝顶高差20m处发现护坡块石中有一股 水流流出，像“自来水”一样。回来天下雨了 ，她们带着疑惑回家了。
（2）工程介绍
沟后水库设计库容330万方，属于小型水库，但最大坝 高71m，属于高坝； 下游13公里就是州府和县城的恰卜恰镇，位置重要。 水库大坝采用的是近年来发展的一种新坝型－混凝土 面板坝，这种坝型的安全性一般是比较高的； 该坝是国内外同类坝型唯一失事的案例，国外一些专 家很希望能到现场考察。
隧道进水 轨 道 交 通 四 号 线
轨道交通1、2号线
事故最大损害分析示意图
① 设立区间水泥封堵墙
7月1日在距两侧车站约几百米处各筑一道水泥封堵墙
上行线长2001米
浦东南路站
黄浦江
水泥封堵墙 风井
南浦大桥站
水泥封堵墙
下行线长1987米
水泥封堵墙位置示意图
②设立车站端头井钢筋砼封堵墙
7月3日～7月4日在两侧车站端头井处设置第二道钢筋砼封 堵墙，并架设支撑和予埋加水管。
文 庙 泵 站 突 沉
临 江 花 苑 门 口 地 面 塌 陷
发生突沉；临江花苑大厦沉降速率加快，沉降 量达12.2mm，地下室出现裂缝。 河床严重扰动、下沉、滑移，近30m防汛墙倒 塌，近70m防汛墙结构严重破坏，黄浦江水冲向 风井，并由风井进入地下隧道，加剧险情发展。
(4) 抢险技术措施
第一、封堵隧道、向隧道内灌水、尽快形成和保持 隧道内外水土压力平衡 第二、减少地面附加荷载，防止对地面的冲击震动
工程简况
大坝采用混凝土面板坝，坝料在初步设计时定为开采的 爆破石料，开工后施工单位提出改用天然砂砾料。 大坝设计填料分为4区，按照一般规律，是将细粒料（渗 透系数小）放在上游；粗粒料放在下游。 最大坝高71m，坝顶长265m，坝顶高程3281m，上下游 坝坡分别为1:1.6和1:1.5，坝顶设有5m高L型的防浪墙。 坝基为13m厚的冲积砂砾石覆盖层，只将趾板处的覆盖 层挖除，并对该处基岩进行了固结灌浆河帏幕灌浆。
渗流与岩土工程事故
李广信 清华大学岩土工程研究所
前言
渗流是岩土工程事故的主要诱因； 在水利水电工程与基坑工程中，大多数 事故是由渗流引起的； 渗流也是引发地质灾害的主要原因。
1. 上海地铁四号线越江隧道事故
2003年7月1号
(1)工程及事故概况
浦东南路站～南浦大桥站区间 隧道工程是上海市重大工程项目 ――地铁四号线工程的一个重要 组成部分。浦东南路站到南浦大 桥站区间隧道上行线长2001m， 下行线长1987m，其中江中段 440m。区间隧道顶最大埋深为 37.7m，隧道中心线水平距离为 10.984m，隧道最大坡度为3.2%。
二期围堰的基坑开挖
施工事故
广东省清远水利枢纽的船闸全年围堰工程，在2010年 汛期出现多处严重漏水、管涌，地基、管涌期间，为了赶工 期，一直没有停工和采取有效措施，致使大量泥沙涌 进； 使已建成的29＃，30＃，31＃号泄水闸底板位移、沉 降；部分船闸主导墙底板断裂，造成工程事故和经济 损失，致使工期延误。 经济损失达亿元。
地 下 连 续 墙
的联络通道处(又称旁通
33.5m
道)，联络通道采用冰冻法
进行施工（风井采用逆作
法施工，已完成） 。
垂 直 通 风 道 旁通道隧道 4.2m
积水 坑
D5.5m
13.3m
（2）事故过程
2003年3月，中煤上海分公司开始安装冻结设备； 4月27日－5月11日，陆续供冷； 6月24日旁通道开始施工； 6月28日8：30，一台制冷机故障，下午4：00修复，发现 土体温度3C，停止冻土开掘； 6月30日，土体温度7.4 C，水压与第七层承压水压力相 同，用干冰制冷； 7月1日0时，在冻土中凿出0.2m孔洞，准备安装混凝土输 送管，有水流出；越流越大； 6时，大量水砂涌入旁通道，发出异响，人员撤出 周边建筑物下沉、地面裂缝、沉降，事故蔓延。
20:00，防汛墙也开始出现裂缝，沉降 进一步发展。
7月1日
7月2日-3日，隧道险情在进一步发展和扩大
隧道内继续大量进水，水位上涨速度较快， 约每小时涨移15M。管片损坏程度进一步扩展， 并有管片连接螺栓绷断，响声传出。
地面沉陷的范围和深度在进一步扩大，以风 井为中心的地面从沉陷漏斗发展成塌陷区，最 深达4M，临江大厦门口地面塌陷最深处约2M， 董家渡路沉陷达1M，中山南路明显下沉，地面 开裂发展加快。 音像市场倾斜加剧，楼板断裂；文庙泵站
纪念碑
15人不幸遇难，
11人受伤 死者当中： 实验人员 参观者 报社记者 电视采访人员 1人 10人 1人 3人
室内降雨试验
降雨强度：15-200mm/hr 降雨范围：44m×72m 喷头数：544×4个 喷头高度：地面以上16m 扬水泵：160kw 11kg/cm 25.5kl/分(２台) 蓄水池：25m×38m×2.4m (2250m^3)
2.破坏过程短暂：5秒钟完成
3.崩塌时滑动速度达到 2 m/s
4.斜面上方滑动距离5.0～5.7m 5. 崩塌发生同时，孔隙水压・底面水压急剧上升 6. 斜面末端的水压力超过 30kPa
2004年11月野外试验
3. 广东清远水利枢纽施工事故
（1）工程简况
珠江的北江上河床式枢纽； 库容:3.535亿m3; 18孔泄水闸＋船闸＋503m溢洪道＋水电 厂房； 发电4万千瓦。
事故原因
（3）施工单位对于险情征兆没有采取有效措施： 压力水流出；土温上升 水压力达到承压水压力没有紧急止水措施，没向隧道 公司和监理公司汇报； （4）中煤上海分公司严重违章，擅自凿洞； （5）监理公司现场监理人员失职： 仅在6月25日、30日下井两次： 29、30日日记：“各项工作均正常” （6）隧道公司现场管理人员失职：24－7月1日，质量 员一次也未到工作面，28－30日记”一切正常“
第三、防止黄浦江水和地表水进入事故区段对隧道损 坏的加剧 第四、稳定土体，减少土体扰动范围，补充地层损失 第五、保障抢险安全，为抢险提供有利保障
第一、封堵隧道、向隧道内灌水、 尽快形成和保持隧道内外水土压力平衡
专家组在险情发展过程中，对险情造成的最大损坏作了分析。
浦东南路站 南浦大桥站 风 井
黄 浦 江
2 .日本川崎县的现场人工降雨滑 坡试验
1971年11月11日
现场降雨试验
日本是一个多山和多雨的国家，降雨会使山丘上部的风化 土层饱和，沿坡的渗流引发滑坡和泥石流等地质灾害 ； 日本地质研究所(通产省)、消防研究所(自治省)、土木研究 所(建设省)、防灾科学技术中心(科技厅)共同组织进行了等 比尺的自然斜坡的滑动试验。 试验场地选在日本神奈川县，川崎市，生田的一处坡地。 事先在现场预备了大量的水罐，用喷头模拟降雨。 9日15:00人工降雨开始，到11日15:00左右降雨量已达 500mm。
建成仅3年的沟后水库大坝在首次蓄水接近正常高水位时 ，完全溃决。 垮坝后的溃口与残留坝体如图1所示。