关于渗流稳定和抗滑稳定

4、水库水位骤降，孔隙水压力造成滑坡。渠道退水、地下水位高于渠 底时。 5、降雨入渗，填筑土压实度低，土体饱和，孔隙水压力增大，土体变 为饱和，抗剪强度降低而滑塌。 6、坝体内有承压水的薄层透水层，形成流砂或顶托上覆土层减少自重 压力危及坝坡稳定。 7、坝体存在软弱夹层在库水的作用软弱层饱和、软弱层下有超孔隙水 、强度降低造成滑坡。 8、波浪冲刷坡面，土体被淘刷使坡面破坏。
七、各类水工建筑物的主要水文地质问题及评价内容： 1、库区、渗漏、浸没 平原水库中的库区渗漏应重视 2、坝（闸）地基及绕坝（闸）基渗漏，渗透变形，基坑涌水。 3、渠道 渗漏 浸没 4、灌区 盐渍 沼泽化评价 地下水资源计算与评价 5、堤防、渗透变形 渗漏（视河道类型，长期高水位） 6、边坡 地下水 地表水 库水等水的活动可能产生的冲刷、溶解、 软 化、潜蚀、静水压力和动水压力，降而入渗。 7、岩溶区 岩溶渗漏及渗透变形（接触流失、坍塌）
三、坝破坏形成分类（主要由渗流引起的破坏）
1、个别部位的集中渗流冲刷、顶托，它总是沿渗流阻力相对较小的薄 弱环节发生，管涌、流土、接触冲刷、接触流失。 2、整个渗流场范围内的滑坡，通常计算边坡稳定时，考虑或不考虑渗 流作用对边坡稳定影响较大。要求必须考虑。 岳城水库 工况、 无渗流、 有渗流、 有地震、 地震加渗流 安全系数 1.57 0.928 0.932 0.665
总之，排水措施一定要消杀坝后承压水头或降低出逸水头、浸润 线出逸点应低于坝脚地面高程，不致危及坝坡稳定。 岩基应考虑：岩层产状 断裂展布方向 渗透性 岩溶发育 渗漏 渗透变形控制 确保设计经济安全 应重视地基的渗透性，地层渗透结构类型，地下水埋藏条件（潜 、承、饱气带）补迳排（来源 流迳出处 出逸形式等） 浸润线分布，承压水头分布（多层应了解每一层水的承压水头及 分布）渠道两侧地下水位与渠底、设计水头关系。
水文地质评价内容： （一）水库（水利水电工程地质手册 P328-333） 1、渗漏性质、迳流、范围、计算参数、计算方法、公式选择、计算结 果、分析及说明。一般采用解析法即可。 渗漏对水库运用和环境地质条件的影响 少 中等 严重 5% 5~10% >10% 年平均迳流量 2、浸没 地下水壅高计算公式选择和计算参数的确定，计算结果及说明，浸没 标准值确定（临界值）范围、发展趋势，对环境地质的影响 （二）坝（闸） 坝闸基、透、隔水层空间分布、渗透性、集中渗带发育特征、与地表 水连通和补、迳、排关系，岩土体渗透结构类型划分； 渗漏性质、迳流、范围、计算方法、计算公式选择、参数和边界条件 的确定，计算结果及分析说明，重点对水库蓄水、工程运用及周边环 境地质条件的影响； 基坑涌水、向上述渗漏；基底水埋藏条件有无承压水，基坑渗透稳定 性； 坝闸基渗透变形评价、类型判别，渗透水力比降确定，允许比降确 定，其对建筑物影响。
二、关于渗流比降的几个问题
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一、渗流出口允许比降 水平允许比降 坝坡出逸比降 1、GB50487-2008土的渗透变形判别，是水流自上而下，是上升的 渗流的作用局部土体表面隆起顶穿或粗细颗粒群同时浮动而流失称为 流土，或 在上升水流作用下细颗粒，由骨架孔隙通道流失称为管涌， 或在层次分明渗透系数相差较大的两层土中，渗流垂直与层面，将渗 透系数较小的一层中的细颗粒，带入渗透系数大的一层中称接触流失 。 以上排渗和压重为主要处理手段。 2、水平允许渗流比降 是指在上下游水头差的作用下，沿水平段地基土的允许渗流比降，是 为防止地基土的细颗粒流失或沿闸基面的接触冲刷， 水的作用方向自 上有向下游水平方向可用SL265-2001 表6.0.4中的数据。 水平允许比降主要防止地基内部或地基与闸（坝）基础接触带产生渗 透变形而引起坍塌、变形，以延长渗迳减小渗透力为主要手段。 坝坡出逸坡降 是指渗流在堤坝坡下游坡面溢出，渗水对堤坝只有的冲刷能力或作用 ，其临界比降的估 r` tg tg co c JC rww rw 算
五、渗流控制的基本原则 1、防渗排渗相结合 上游水平，中上游垂直防渗， 下游排渗，水平排，中游心墙后排，坡脚外坝体坡排及导渗沟、管、 井、孔相结合排。 导渗渠道防渗体外烟筒式砂带排，渠底排。 2、滤土保护，重点在出口，防止渗透变形。目前重要措施之一。 3、结合水文地质条件，采用下述不同的措施： a 头水层埋深小于10~15米，一般垂直截渗，J可取6~10，一般 3~4； b 透水层基深 > 10~15米，按下述条件考虑： ⑴ 当渗水量不重要，如以防洪为主水，可水平防渗，上游铺盖，一般 5~10（H）,为防止渗漏量损失，铺盖5~20T. 坝愈高，透水深度T的倍数应取值愈大。 ⑵ 较深强透水沙砾石层可灌浆 垂直灌浆与水平防渗，以减少渗漏量。 岩石风化带可帷幕灌浆，一般1~2排。
八、 工程地质剖面图应表征的水文地质信息 1、钻孔两侧 K或 Lu值 2、潜水位、各层的承压水头、河水（渠水位），实测地下水位（日 期）（估丰期） 3、透水层、隔水层的分布、埋深 4、岩土体渗透分级，（按GB50487-2008）的分级规定确定 5、渗漏计算、渗透变形、分析判定 6、软弱夹层、破碎带、泥层、可溶盐、节理密集带，集中渗漏或浸水 软化； 可能产生渗透变形的地段； 总之，应有含水层、水位、K值、矿化度值、水文地质单元分区、水 文地质岩土体渗透结构类型划分。
关于渗流稳定和抗滑稳定
内 容 提 要
1
渗流控制
2
3 4 5
关于渗流比降的几个问题
为排渗减压设计、地勘应作的工作安排 抗滑稳定中的有关问题 抗剪强度取值方法
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一、渗 流 及 控 制
确定抗渗允许比降，计算实际产生的渗透比 降，分析坝体内部及下游出逸段渗透稳定及相应 保护措施、反滤、压重。
d 确定防渗铺盖和斜、心墙沿程水头损失，核算适宜的长度和厚度。当 坝基、坝体有较弱夹层为检查其滑动性，需查明该层的水头分布； e 为检查心墙防渗效果，抗渗强度，了解墙上下游水头分布； f 为防止库下游、堤防背水坡的盐渍化，还应了解农田地下水位埋深及 升高的位置。 2、渗流坡降（或流速、渗透力） 了解上述水头分布，可知渗流比降、流速或渗透力， a 查明渗流出口坡降，选用反滤或压重，防止外部管涌或流土； b 管涌地基，查明地基中的坡降，检查内部渗流稳定性及对地基稳定影 响； c 粗、细粒界面，接触面比降（查阅水利计算手册p523）； d 坝体内的渗透比降、渗透力核算坝坡稳定性； e 防渗铺盖、斜心墙的渗透比降，抗渗强度是否满足要求。
（四）堤防 1、堤基一般水文地质条件外，古河道、古冲沟、塘的分布与埋藏、已 建堤防产生渗漏、渗透变形等情况，地下水位与动态等。 渗透变形 判别、临界比降值确定、充淤比降值 渗透变形对堤防的影响分析 堤基渗漏 渗漏性质、迳流、范围、计算方法，计算公式选择、参数及边界条件 确定，渗量分析及说明，对周边环境地质影响。 （五）边坡 水文地质条件、透、隔水层分布、地下水补、迳、排、地下水位及动 态变化、地下与地上水联系、地下水位； 地下水对边坡抗剪强度的影响，土体自重、软弱带饱和泥化影响、承 压水头或静水压力增加对自重力的影响，地下水潜蚀、溶蚀，浸润线 抬升情况、库水冲蚀坡脚。 饱和抗剪指标、残余强度、长期强度。
（三）渠道 1、地形、地貌、地层岩性、岩土体渗透性、地下水类型、地下水位及 变化、地下与地表水的水力联系，对砼钢腐蚀性。 2、渗漏问题 渗漏性质、范围、渗量计算方法、公式选择、参数确定、渗漏量计算 结果及分析说明、渗漏环境地质影响分析。 3、浸没 渠道两侧地下水壅高值计算方法选择，参数确定（平均值），计算结 果分析说明、浸没临界数值确定、范围、发展趋势。 4、渠道涌水 涌水范围、计算方法、公式选择、参数及边界确定、成果分析说明 ，涌水对渠道开挖施工、边坡稳定的影响分析。 5、冻胀问题
3、渗漏量 估算库水渗漏量，施工基坑排水， 渗漏量变化对堤坝稳定影响分析。 概括以上内容，渗流控制相应概括为： （一）控制下游剩余水头或水位 减少下游浮托力 或降低两侧岸渗水面高度，增强下游边坡稳定性。 控制地下水位，不致兴建水利工程所形成渗流水位抬高，造成下游水 位抬高而致害。 （1）控制渗流坡降或流速，防止发生渗透变形破坏， 保证地基、坝体的渗透稳定性。 （2）控制渗流量 控制渗流量并非主要，在最大经济效益原则下，也允许渗透量大。从 工程安全考虑，但渗量大小变化对渗流稳定分析有着重要作用。
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四、渗流控制的内容和原则
渗流问题外观表征为渗漏及土体变形、破坏 内在原因渗流水的作用而引起破坏。 应从不同建筑物类型和发生破坏，变形的部位，查明下面的水力因素 明水头分布。 1、渗流水头或压力线 a 闸坝地基的有压渗流，应查明建筑物地下轮廓线的水头分布，或 浮力（扬压力），核算闸坝基的稳定性； b 确定下游出口处截渗墙板桩下端的水头，核算出口处该深度地基 土是否有发生局部渗流破坏的条件； c 对于堤坝无压渗流，查明浸润线位置，和坝体渗流压力的分布， 核算坝坡稳定性；粉质壤土4~6；粘土8~15；含砂粘土5~10； ＜1×10-5cm/s过大，渗漏大。上下差100倍。
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一、概念
渗流：液体通过多孔介质或岩石裂隙的流动。 渗透流速：渗流通过多孔介质横断面。中孔隙的流量除以该介质横断面 的全部面积所得之流速。 浸润线：渗流场中的自由表面线。 渗透坡降：渗流的水力坡度。 达西定律：表征渗透流速与渗透坡降成正比的关系定律。 渗透结构：透（含）水层（体）和相对隔水层的空间分布及组合定律。 水文地质条件：表征地下水形成、分布运动及水质、水量等特征的地质 环境。
4、双层地基 上粗下砂层 应尽量利用天然铺盖， 如河槽局部风化层被冲刷，砂层裸露，应用人工铺盖补齐下游排水室 进入砂层以消杀压力水头； 如风化层与下伏沙砾石层不符反滤要求，不能将人工铺盖直接铺设在 风化层弱透水层上，或河滩地铺反滤层。 5、多层地基 沉积层次明显成层地基及发连续，或不连续风化层，水平透水性远大 于垂直，下游宜采用垂直排水，井沟深在1/4~3/4地基厚度，井间 10~40米间（降落漏斗）影响范围来控制，粘性土距离近，砂或强 透水层可远一些井距。 垂直截上部强透水层次，效果好于水平防渗。 6、下粗上细的冲积层 冲积层河床一般上细下粗，透水性逐增大，宜在下游设排水井，通至 下部主要强透水层。 7、根据地质条件制定防渗措施 如强透水层向下游逐渐尖灭，或受弱透水层阻碍形成承压水，下游一 定设排水，中上游垂直防。
二、与渗流有关的堤坝破坏
从土坝的剖面看主要有以下几种破坏形式 1、双层地基，下部为砂层，上部为弱透水、透水值相差10倍时（粘土 、壤土、粉壤土或淤泥质土），砂层中的承压水顶穿表层弱透水层， 在坝下淤坡脚处发生局部集中渗流形成流土、泉涌现象，并沿砂层向 上游发展成连通的管道，当管道失去拱效应，坝将产生沉陷、裂隙并 下沉而破坏，当上游铺盖存有裂隙坍塌及临水面河水淘、冲刷时将加 速破坏。 2、背水坡脚大面积发生小泉涌的砂沸现象，造成坡脚土软化或受浮托 力的作用失去或减少支承力而引起大的滑动。发生砂沸、土软化的水 可以是坝基承压水，也可以是沉表层弱透水层深层粉土，粉细砂渗的 表层小，还可以是坝体渗水造成背水坡软化从而在浸润线出渗点以下 的局部滑坡。 3、坝本身或地基渗流，在出口处管涌开始逐渐将细颗粒带走，直至坡 面破坏。如出渗点处的颗粒，首先被冲蚀沉坡面向下移动推理，坡脚 ，逐渐在坡面形成局部凹陷和小沟，或沉基的岩石接触面，坝体较薄 透水层，以及沉输水管外壁，按蚀面等形成集中渗流通道，造成冲蚀 破坏。
六、渗透系数 渗透系数采取一般三种途径 1、室内试验、外业，经验数据，尽量采用外业抽—注（提水），试坑 提、渗水。 室内粘性土一般大于外业1~2个量级，砂较小差别。 2、经验数据 可采用SL373-2007附录D水文地质分析中渗透系数取值，原则中 的数据。 3、本地大量抽水、室内渗透试验中总结各土层的经验数据。