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土的透水性分析和土的透水性分类
2015-10-16 10:30:16   来源:   评论:0 点击:

桥梁通等软件在计算桩端处土的承载力容许值时,桩端以上各土层的加权平均重度和持力层的透水性有关。当持力层在水位以下且不透水时,取饱和

土的透水性分析和土的透水性分类

     桥梁通等软件在计算桩端处土的承载力容许值时,桩端以上各土层的加权平均重度和持力层的透水性有关。当持力层在水位以下且不透水时,取饱和重度;当持力层透水,水中部分则应该取浮重度。土是否透水是根据土体的渗透系数判定的。工程上一般将黏性土及粉土视为不透水土,将砂性土视为透水性土。土力学中砂土、粉土为透水性土,粘性土为非透水性土
各土层渗透系数指标统计表               表一
层号 岩性 垂直渗透系数
KV(cm/s)
水平渗透系数
KH(cm/s)
透水性评价
Ⅱ1 粉质粘土 4.9×10-8 3.8×10-7 不透水
Ⅱ2 粉    土 2.5×10-5 2.3×10-5 弱透水
Ⅲ1 粉    土 1.8×10-5 2.3×10-5 弱透水
Ⅲ2 粉质粘土 1.1×10-6 3.0×10-6 微透水
粉质粘土 1.1×10-7 1.9×10-7 不透水
Ⅴ1 粉    砂 2.2×10-5 4.4×10-5 弱透水
Ⅴ2 粉质粘土 7.4×10-8 9.8×10-8 不透水
 
透水性:岩土允许水透过的性能,称为透水性。通常用渗透系数(K)来表示其大小。渗透系数是与岩土性质和渗透液体的物理性质有关的常数,渗透系数的单位与渗透速度相同,即cm/m,m/h,m/d。常见岩土的渗透系数K:
土的名称 细粒土 粗粒土
粉土 粉质粘土 粘土 粗砾 粗砂~细砂 细砂~粉砂
渗透系数 10-3~10-4 10-5~10-6 10-7~10-8 >10-1 10-1~10-3 10-3~10-5
裂隙岩体 岩溶化 裂隙化 细裂隙化 微裂隙化 粘土质岩  
渗透系数 >10-2 10-2~10-3 10-3~10-5 10-5~10-7 <10-6  
根据透水性大小可以把岩土分为三类:
土的分类:1.土碎石 2.砂土 3.粉土 4.粘土。 3、4为不透水土,1、2为半透水或透水土,要看颗粒间的填充物而定.
  (1)透水的:砾石、卵石、砂、裂隙或岩溶发育的岩石;
  (2)半透水的:黄土、粉土、粉质粘土等;
  (3)不透水的:粘土、泥岩、页岩及裂隙不发育的坚硬岩石。
土的渗透系数参考值                                                                                                   

土类 k(m/s) 土类 k (m/s) 土类 k (m/s)
粘土
粉质粘土
粉土
<5×10-9
5×10-9~10-8
5×10-8~10-6
粉砂
细砂
中砂
10-6~10-5
10-5~5×10-5
5×10-5~2×10-4
粗砂
砾石
卵石
2×10-4~5×10-4
5×10-4~10-3
10-3~5×10-3
 
一般认为k<10-8m/s的土为相对隔水层(不透水层)。
基岩裂隙水赋存于花岗岩风化层中,花岗岩全风化岩具弱透水性,为相对隔水层,强风化及中等风化岩具中等透水性。
岩体随风化程度的加深,比重略有减小,密度减小,孔隙率、含水量、吸水量都逐渐增大。风化岩体的透水性取决于裂隙的发育程度及其充填物质,而裂隙的发育程度又与岩性和风化程度有关。从钻孔压水试验资料分析,同类风化程度的岩体,其透水率q值比较分散。一般说来,微风化及新鲜岩体为极微透水(q<0.1Lu),个别地段为微透水(0.1≤q<1Lu);弱风化带从微透水到弱透水(1≤q<10Lu)为主,局部可出现较严重的集中渗漏带,变化范围很大;强风化带多为弱透水或中等透水(10≤q<100Lu),甚至强透水(q≥100Lu);全风化带与强风化带相比透水性反而相对减弱。
坝基岩体质量分级及工程利用性评述如下:
  (1)优质岩体(A级),为新鲜、微风化闪云斜长花岗岩及闪长岩,块状结构为主,少数整体结构。裂隙面新鲜或轻微风化,闭合、无充填,不连续,以平直稍粗面为主,f=0.7~0.8,C=0.2~0.3MPa。岩体完整,Kv>0.80,坚硬岩,Rc=90~110MPa。抗剪断强度混凝土/岩石f'=1.20~1.30,C'=1.40~1.50MPa,岩石/岩石f'=1.40~1.50,C'=2.00MPa。岩体变形模量Ed=35~45Gpa。透水性分级为极微透水。属优良地基,可直接作为大坝基础,只作坝基浅层常规固结灌浆。
  (2)良质岩体(B级),划分三个亚级:B1—弱风化下亚带岩体,块状结构,Kv=0.70~0.80,较完整~完整,坚硬岩,Rc=70~90MPa,裂面大部分轻微风化,15%有蚀变,宽1~4cm,平直稍粗为主。混凝土/岩石抗剪断强度f'=1.00~1.20,C'=1.20~1.40MPa,岩石/岩石f'=1.50,C'=1.60MPa。岩体变形模量Ed=25~30Gpa,透水性属微—弱透水。B2—断裂带两侧微风化岩体(岩体同上),次块状结构,岩体较完整~完整,Kv=0.60~0.80,坚硬岩Rc=75~90MPa,弱透水为主。其它参数同B1。B3—中堡岛大花岗岩脉(微风化),次块状结构,各项参数及特征同B2、B1。本类岩体为良好地基,可直接作大坝基础,作常规固结灌浆处理。
  (3)中等岩体(C级),为断层影响带、裂隙密集带(微风化),胶结较坚硬的构造岩,呈镶嵌结构,岩体以中等完整性为主,Kv=0.40~0.70,中硬岩~坚硬岩,Rc=50~70MPa,裂面平直稍粗、起伏粗糙均有,岩体变形模量Ed=10~20Gpa,岩体透水性为弱~较强透水。本类岩体分布坝基局部地段,加强固结灌浆处理后仍可作为大坝基础。
  (4)差岩体(D级),涵盖软弱构造岩的碎裂结构岩体、含疏松碎屑较多的弱风化上亚带岩体。完整性差,Kv=0.25~0.45。前者碎块夹碎屑,后者中硬岩夹疏松状碎屑风化夹层,性状均较差。Rc<30或Rc=30~50MPa,Ed=0.5~1GPa或>1Gpa。中等~较强透水。本类岩体不能作为大坝基础。除弱上岩体全部挖除外,对软弱构造岩需作特殊处理,如槽挖回填混凝土塞处理,深部加强固结灌浆。
  (5)极差岩体(E级),涵盖NE~NEE向张性断裂带软弱构造岩,F23规模较大断层破碎带软弱糜棱积岩,碎裂~散体结构,完整性差,Kv<0.25,Rc<30MPa,岩体性状为碎块、碎屑夹泥,软化,性状极差,岩体变模Ed<0.10Gpa。本类岩体分布极少,处理同D级岩体。初步设计阶段(1992)在坝基扩大范围内,统计分析748个钻孔(含8个大口径钻孔)及平洞资料,编制出利用岩面等高线图(1∶2000)及利用岩面岩体质量分级(区)工程地质图(1∶2000)。大坝建基岩体以A+B级岩体为主,占97.76%。单项技术设计阶段(1994),按大坝、厂房等主体建筑物轮廓范围,重新编图(1∶1000),提供设计部门应用。
  综上所述,本工程建基岩体优化选择,仍以A级(Ⅰ类)为主,其次为B级(Ⅱ类)。
 
 

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