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土工布的反滤机理

时间:2012-02-15 00:42:24 点击:47次

土工布的反滤机理。当渗透水流土体经过土工布向排水体流动时,在一定渗透坡降作f 下.渗透水流会将紧靠土工布的较细颗粒通过7L眼带出土体中较粗的骨架颗粒则留在土工布之上,同时这一9 颗粒层又会阻止上面的颗绞被带走,而且越往上被带走a 细颗粒越少。这样,被保护土体内就形成了一个由粗颗0 到细颗粒的自然反滤层。这种自然反滤系统一经建立,:体结构就不会继续发生破坏。对粒径比较均匀的土体,1 理设计土工布滤层可直接阻止土颗粒通过,而使渗透2流顺畅地通过土工布起到保沙透水的滤层作用。即土工布作为滤层时.所利用的并不是其本身发挥的反滤层作用,而是依靠土工布反滤特点的媒介作用,在与之相连的土层中形成由租颗粒组成的“天然’’反滤层。目前,对土工布反滤机理的描述主要有以下几种观点。

(1)引伸太沙基反滤机理 直接将适用于沙石的反滤机理引用到土工布滤层中,考虑织物有效孔径o*与土的某一过筛星的粒径关系,而将土工布近似于沙石材料滤层。
(2)淤堵反滤机理 由于被保护士颗粒在渗流过程中,某些悬浮小颗粒在穿越织物层厚的过程中,有可能沉积在织物内部。由于沉积的积累,使得织物的渗透性有所下降,同时也降低了被保护土体中细颗粒的流失几率。通过控制淤堵后的织物透水性可保证反滤作用。
(3)水力被降比反滤机理 认为土工布老化与被保护土体在渗流过程中共同形成一定厚度的反滤层,通过织物与被保护士体的水力坡降比而达到反滤目的。 上述几种观点虽然都较深入地反映了土工布的反滤机理,但均不够全面。第一种观点没有充分考虑织物本身的特性以及土在渗流过程中的性质和状态;第二种观点仅考虑了土工布的部分相互作用关系,水力坡降、流量、介质类型等反滤系统的主要条件没有得到反映,同时还忽略了土工布界面上由于土颗粒的聚集过程所形成的“滤饼”作用;第三种观点忽略了土与织物的某些重要特性的影响,如土体的级配、渗流过程的压密、织物的开孔面积率等。较为全面的描述应该为:对于级配良好的土体,土工布通过对土粒的截留作用,而形成包括织物在内的厚度较薄的、颗粒由粗到细的自然反滤层;对于级配不连续的土体,土工布不规则的孔隙结构将使某些悬浮颗粒在渗流过程中沉积并聚集在织物的内部和表面亡,从而形成包括织物在内的厚度较薄的接触滤层;保证不发生管涌或流土现象由土工布和被土体构成的有效滤层将在一定水力作用条件下较快发展成为平衡状态.从而保证渗流的稳定性。

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