孔隙水壓力形成原理

研究土坡中的孔隙水壓力，首先要弄清在哪些情況下可以通過穩(wěn)定滲流場的分析來計算孔隙水壓力，哪些情況下不能簡單地通過畫流網的辦法確定孔隙水壓力。土體內的孔隙水壓力通常是在下面兩種情況下產生的。

(1)孔隙水壓力是由水的自重形成的滲流場產生的。這一類問題的基本特點是土體的骨架保持不變，因此可以通過穩(wěn)定或不穩(wěn)定滲流場的分析計算較好地得到解決。

(2)孔隙水壓力是由作用在土體單元上的總應力發(fā)生變化導致的。這一種情況易發(fā)生在壓縮性較大、滲透系數較小的土體中。例如，飽和土地基快速開挖或快速填筑，或者均質上壩庫水位驟降的情況。此時土骨架的體積和有效應力都存在著一個從起始狀態(tài)到新狀態(tài)過渡的過程。而粘性土的滲透系數很小，將水擠出，使土的骨架過渡到新的孔隙比，無法在短期內實現。這樣，就可能出現一個隨時間消散的附加的孔隙水壓力場。這種孔隙水壓力，恰是導致許多工程失事的直接原因。要解決這一類孔隙水壓力的問題，則需要引入一些經驗或理論分析方法。此時，一個簡單的、偏保守的方法是假定沒有任何水排出，在不排水條件下研究土的孔隙水壓力和強度問題。

在施工前地下不同深度埋設測點，利用測點在施工前后和施工過程中進行測設而得到超孔隙水壓力相關數據。 孔隙水壓力對樁基有較大的危害，可用樁基施工前插入塑料排水板減壓。 2100433B

孔隙水壓力是指土壤或巖石中地下水的壓力，該壓力作用于微粒或孔隙之間。從振動孔隙水壓力發(fā)展的整個過程來看，可大致分為 2 個階段： 振動孔隙水壓力以較快的速度發(fā)展； 振動孔隙水壓力主要體現了波動效應，幾乎沒有累積效應。殘余孔隙水壓力是指飽和土在往返剪切作用或循環(huán)剪切作用下引起的一時不可恢復的孔隙水壓力。當殘余孔隙水壓力達到一定值，會使土的有效應力趨于零，全部應力由土骨架轉移到水，土的抗剪強度和抵抗變形的能力，幾乎完全喪失，而且變形的增長具有突發(fā)性，土轉為液化狀態(tài)。例如在海洋工程中最重要的荷載是波浪荷載，波浪荷載以循環(huán)壓力波的形式作用于海床上，引起海床中孔隙水壓力和有效應力的變化，使海床出現變形、剪切破壞、液化等現象，導致海床的失穩(wěn)，甚至引起坐落于海床上的結構物發(fā)生破壞。變幅波浪荷載作用下振動孔隙水壓力的上升與累積損失能量緊密相關。在三向非均等固結條件下，初始主應力方向角、初始偏應力比、初始中主應力參數對殘余孔隙水壓力與累積損失能量的關系均有較大影響，在相同的累積損失能量下，初始主應力方向角與初始偏應力比越大，殘余孔隙水壓力越小；但殘余孔隙水壓力隨著初始中主應力參數的增大而增大 。

土體孔隙水壓力是指土中由孔隙水所承擔或傳遞的壓力，又稱中性應力、孔隙壓力。土內孔隙是連續(xù)的，因此，飽和土中孔隙水壓力也是連續(xù)的。

孔隙水壓力監(jiān)測可采用振弦式孔隙水壓力計或氣壓式孔隙水壓力計。

孔隙水壓力計應滿足下列3條要求：

①量程應滿足被測壓力的范圍要求，取靜水壓力與超孔隙水壓力之和的1.2倍；

②分辨率優(yōu)于0.2%(F.S)，精度優(yōu)于0.5%(F.S)；

③具有足夠的強度、抗腐蝕性和耐久性，并具有抗震和抗沖擊能力。

孔隙水壓力計應在基坑降水前1周埋設，埋設前應注意以下兩點：

①孔隙水壓力計應浸泡飽和，排除透水石中的氣泡；

②檢查核對孔隙水壓力計的出廠率定數據，整理壓力——頻率(或壓力——電阻)曲線，并用回歸方法計算各孔隙水壓力計的標定系數。振弦式孔隙水壓力計用頻率儀測試其頻率變化量，由頻率一壓力率定關系換算出孔隙水壓力；氣壓式孔隙水壓力計可直接測讀孔隙水壓力值。

孔隙水壓力計埋設時應注意以下3點：

①鉆孔孔徑宜為110～130mm，并保持鉆孔圓直、干凈；

②觀測段內應回填透水填料，再用膨潤土球或注漿封孔；

③當一孔內埋設多個孔隙水壓力計時，壓力計間隔不應小于1m，并做好各元件間的封閉隔離措施。

孔隙水壓力計埋設后應測量孔隙水壓力初始值，且宜逐日定期連續(xù)量測1周，取3次測定穩(wěn)定值的平均值或中值作為初始值。