土的特性对渗透变形形式有很大关系,一般情况是粘性土和不均匀系数Cu<10的匀粒砂,在一定水力坡降下,容易发生流土;Cu>10的不匀粒砂砾石土(包括曲率系数Cc≠1~3的不连续级配的砂砾石),既可能发生流土也可能产生管涌,这种情况主要决定细小填料的含量。这里所指的填料,指自由分散在孔隙中的细小颗粒,而互相约束的较粗颗粒称为骨料。区分骨料与填料粒径标准:对于不连续级配的砂砾石土可按其颗粒大小分配曲线的转折点所对应的粒径作为区分尺寸,对于连续级配的砂砾石土根据测得的流失颗粒粒径来看,大致可用2mm作为骨料与填料的区分粒径。
在水利工程中用来判别渗透变形的破坏形式的标准,可归纳为以下几点:
1、粘性土和不均匀系数Cu<10的匀粒砂或Cu>10但填料含量大于35%(正常级配)的砂砾石土,其主要破坏形式为流土。
2、正常级配(Cu>10,Cc=1~3)的砂砾石土,当其不均匀系数Cu>10填料含量小于30%时,其破坏形式为管涌;
3、缺乏中间粒径(不连续或中断级配)的砂砾石土,当填料含量小于20%时,其破坏形式为管涌,而填料含量大于30%时则为流土。
在渗流作用下,细颗粒沿土体骨架中的孔道发生移动带走的现象,又称潜蚀。它通常发生在砂砾石地层中。根据渗透方向与重力方向的关系:垂直管涌、水平管涌。
在渗透作用下,土体中的颗粒群或团块同时发生移动的现象。常发生于均质砂土层和亚砂土层中。这种破坏形式在粘性土和无粘性土中均可以发生。粘性土发生流土破坏的外观表现为:土体隆起、鼓胀、浮动、断裂等。无粘性土发生流土破坏的外观表现是:泉眼(群)、砂沸、土体翻滚最终被渗透托起等。
渗流沿着两种不同介质的接触面流动并带走细颗粒的现象称为接触冲刷。如穿堤建筑物与堤身的结合面和裂缝的渗透破坏等。
渗流垂直于两种不同介质的接触面运动,并把一层土的颗粒带入另一土层的现象称为接触流土。这种现象一般发生在颗粒粗细相差较大的两种土层的接触带,如反滤层的机械淤堵等。对粘性土,只有流土、接触冲刷或接触流土三种破坏形式,不可能产生管涌破坏。对无粘性土,则四种破坏形式均可发生。