1.潜蚀的概念与发生
在较高的渗透速度或水力梯度作用下,地下水流从孔隙或裂隙中携出细小颗粒的作用称为潜蚀。潜蚀的结果使土层孔隙逐渐变大,甚至形成洞穴,导致岩体土体结构松动或破坏,以致产生地表裂缝、塌陷、影响建筑工程的稳定。
潜蚀不仅在有渗流的岩体、土体中发生,而且在有地下水出露的斜坡或地下水溢出地面的地方也能发生,其结果是破坏边坡稳定,发生地面塌陷。
潜蚀多发生于黄土和岩溶等地区及非粘性土层中,其特征是:颗粒大小比值差别较大,往往缺少某种粒径;土粒磨圆度较好;土的骨架主要由粗粒组成,颗粒之间架空性好,孔隙直径大,细粒含量较少,不能全部充满孔隙;颗粒多由比重较小的矿物组成,易随水移动;渗透水流排泄条件良好。
2.潜蚀作用分类
(1)机械潜蚀。在地下水流的长期作用下,岩体、土体中细小颗粒发生位移和掏空流失的现象。
(2)化学潜蚀。易溶盐类(岩盐、钾盐、石膏等)及某些较难溶解的盐类(如方解石、菱镁矿、白云石等),在地下水的作用下,逐渐被溶解或溶蚀,使岩体、土体颗粒间的胶结力被削弱或破坏,结果导致岩体、土体结构松动,甚至破坏。
机械潜蚀和化学潜蚀一般是同时进行的,且两者是相互影响相互促进的。
3.潜蚀产生的条件
(1)当岩土层的不均匀系数(Cu=d60/d10)越大时,则越易产生潜蚀作用。一般当Cu>10时,即易产生潜蚀;(www.daowen.com)
(2)两种互相接触的岩土层,当其渗透系数之比K1/K2>2时,易产生潜蚀;
(3)当地下渗透水流的水力梯度I大于岩土的临界水力梯度I0时,易产生潜蚀。
产生潜蚀的临界水力梯度I0可按下式计算:
式中 Gs——岩土颗粒比重;
n——岩土孔隙度,以小数表示。
4.潜蚀的防止
防止潜蚀的有效措施原则上可分为两大类:
(1)改变渗透水流的水动力条件,使水流梯度小于临界水力梯度。措施有堵截地表水流入岩土层;阻止地下水在岩土层中流动;设反滤层;减小地下水的流速等。
(2)改善岩土的性质,增强其抗渗能力。如爆炸、压密、打桩、化学加固处理等方法,可以增加岩土的密实度,降低岩土层的渗透性能。
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