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被保护土地的性质和状态分析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:被保护土的性质主要是指土的类型,其次是稳定土或内部不稳定土。目前许多的织物反滤和排水的设计公式,大部分是对无黏性土而言的。图4.5内部稳定土的粒径级配曲线在《水利规范》中,将上述的“内部不稳定土”称为“易发生管涌或具分散性”的土。被保护土的性质还包括土的密度的影响。其中最坏的情况是松散状态的黏性土,因为这时水流会带走大量土粒,导致比内部不稳定土更坏的结果。

被保护土地的性质和状态分析

被保护土的性质主要是指土的类型(砂性土或黏性土),其次是稳定土或内部不稳定土。砂性土或者砂的织物反滤与排水设计比较简单,其机理也较为清楚,而黏性土则由于细颗粒(<0.05mm)往往以团粒的形式存在,而它会使土粒之间不仅存在摩擦力,还存在凝聚力,因此其抵抗颗粒之间移动的能力大大增强,导致问题复杂化。目前许多的织物反滤和排水的设计公式,大部分是对无黏性土而言的。对于黏性土则往往是一些经验公式(Giroud J P,1996)。

有关“内部稳定土”与“内部不稳定土”的概念是国外文献中提到的,前面已略有提及,其含义:“内部稳定土”是指土颗粒会构成连续的土体骨架,而小颗粒则被包围在骨架的间隙中的土(图4.5),这种土可以在与织物滤层相邻的地方形成“天然滤层”,因为水流会通过适宜的滤层孔径将“悬浮”的细颗粒带走,从而保持滤层顺畅地且长期地排水;而“内部不稳定土”是指那些级配不连续土或包含内部不稳定细粒粒组的土(图4.6)。

图4.5 内部稳定土的粒径级配曲线

在《水利规范》中,将上述的“内部不稳定土”称为“易发生管涌或具分散性”的土(第4.2.4条第2款)。对于这种土,反滤织物的设计比较困难,有时会成功,有时可能不成功。因为若织物的孔径太小,则易形成淤堵,太大则可能导致管涌。(www.xing528.com)

但对于这些内部不稳定土,也许可能会找到一个合适的滤层织物孔径,使积聚在滤层前面的“饼状物”的土粒不会太细,并仍具有中等渗透性;或者会使移动的土粒包裹在滤层中,使土—土工织物滤层体系达到某种渗透性的平衡,维护织物滤层的透水。为了做到这点,必须使织物的厚度较大或者采用织物与砂或砂砾石料的组合滤层,如《水利规范》中对往复水流所规定的情况,或TB10118—99《铁路路基土工合成材料应用技术规范》(以下简称《铁路规范》)对细粒土所规定的那样。否则,就应避免使用织物反滤层,以免带来不仅无用反而有害的后果。

被保护土的性质还包括土的密度的影响。松散土中的颗粒比密实土中的颗粒更易移动,因此基土必须压实。其中最坏的情况是松散状态的黏性土,因为这时水流会带走大量土粒,导致比内部不稳定土更坏的结果。在《水利规范》中规定基土的压实度应达到95%,如果实在达不到,那么也应当尽可能压得密实一些。

图4.6 内部不稳定土

(a)内部不稳定土的粒径级配曲线;(b)级配不连续土;(c)包含内部不稳定细粒粒组的土

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