渗透变形判别成果-长江中下游堤防工程地质研究

4.1.2 渗透变形的判别

进行土的渗透变形的判别，首先要判别土的渗透变形类型，然后确定流土和管涌的临界水力比降，最后确定允许水力比降，为渗控计算提供参数。

1.渗透变形类型的判别

1）流土和管涌的判别

无粘性土的渗透变形，首先根据不均匀系数区分为两类，当不均匀系数小于等于5时，可判定为流土破坏；当不均匀系数大于5时，可采用下列方法判别：①流土P≥35%；②管涌P＜25%；③过渡型取决于土的密度、粒级和形状，25%≤P＜35%。其中，P为土的细颗粒含量（%），为相应于区分粒径（d）的颗粒含量。对于级配不连续土，颗粒大小分布曲线上至少有一个以上粒组的颗粒含量小于或等于3%，以该粒组在颗粒大小分布曲线上形成的平缓段的最大粒径和最小粒径的平均值或最小粒径即为粗、细颗粒的区分粒径（d）。对于级配连续土，粗细颗粒的区分粒径为：

式中：d₇₀为小于该粒径的含量占总土重70%的颗粒粒径（mm）；d₁₀为小于该粒径的含量占总土重10%的颗粒粒径（mm）。

土的不均匀系数可采用下式计算：

式中：C_u为土的不均匀系数；d₆₀为占总土重60%的颗粒粒径（mm）；d₁₀为占总土重10%的颗粒粒径（mm）。

2）接触冲刷的判别

对双层结构的地基，当两层土的不均匀系数均等于或小于10，且时，则不会发生

接触冲刷。式中D10、d₁₀分别代表较粗和较细一层土的颗粒粒径（mm），小于该粒径的土重占总土重的10%。

3）接触流失的判别

对于渗流向上的情况，符合下列条件将不会发生接触流失。

（1）不均匀系数等于或小于5的土层：

式中：D15为较粗一层土的颗粒粒径（mm），小于该粒径的土重占总土重的15%；d₈₅为较细一层土的颗粒粒径（mm），小于该粒径的土重占总土重的85%。

（2）不均匀系数等于或小于10的土层：(www.xing528.com)

式中：D20为较粗一层土的颗粒粒径（mm），小于该粒径的土重占总土重的20%；d₇₀为较细一层土的颗粒粒径（mm），小于该粒径的土重占总土重的70%。

2.流土和管涌的临界水力比降的确定

流土和管涌的临界水力比降是渗流计算中重要的参数之一，临界水力比降宜采用下列方法确定。

（1）流土型宜采用下式计算：

J_cr＝（Gs－1）（1－n）

式中：J_cr为土的临界水力比降；G_s为土的颗粒密度与水的密度之比；n为土的孔隙率（%）。

（2）管涌型或过渡型宜采用下式计算：

式中：d₅、d₂₀分别占总土重的5%和20%的土粒粒径（mm）。

（3）管涌型也可采用下式计算：

式中：k为土的渗透系数（cm/s）；d₃为占总土重3%的土粒粒径（mm）；其余同前。

3.流土和管涌的允许水力比降的确定

无粘性土的允许比降为土的临界水力比降除以安全系数1.5～2.0。对水工建筑物的危害较大时，安全系数取2；对于特别重要的工程也可取2.5的安全系数；无试验资料时，可根据表4－1选用经验值。

表4－1　无粘性土允许水力比降

注：本表不适用于渗流出口有反滤层情况。