土的渗透破坏及其工程问题

土的渗透破坏及其工程问题李广信，周晓杰（清华大学水利水电．程系，北京１０００８４）关键词：一渗透破坏；中图分类号：ＴＵ４４１４．　．　ｃ　　ｒ　１　＇｝／｝＇（ｉ７　　　－　ｔ　ｆ７　１　　　　　　　｝，０　４１　＃Ａ，　　；管涌；流砂；流滑文献标识码：Ａ　　　　　　　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅ　＜ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｖｉｅｗ　ｏｎ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　（ｏｒ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）　ｉｎ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｒｅ　ｉｎｃｏｎ－ｓｏｉｌｓ．Ｍｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｃｉ－ｓｉｓｔｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｓｅｅｐａｇｅ一　ｆａｉｌｕｒｅ　ｉｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｉｎｐｌａｙ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ。ｉｎ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ＇ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｉｎ　ｓｏｉｌｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｉｎ　ｓｏｉｌｓａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｆｏｒ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｗｏｒｄｓ：　　ｓｅｅｐａｇｅ　ｆａｉｌｕｒｅ；　ｓｏｉｌ　ｆｌｏｗ；　ｐｉｐｉｎｇ；．　ｑｕｉｃｋｓａｎｄ；　ｆｌｏｗ　ｓｌｉｄｅ１．前言摹Ａ；　．ＡｆｓａｉＶｆ３｝Ｖ１＇ｒ＂Ｃ，　　　ｃ　　ｆ：０Ｊ　｝ＰＤＡ　－９３Ｉ　ｋＴｔｇ，　ａ；ａ　｝　　　　　　ｆ　．１．ｌ　ａ￥Ｌ＇　ａＥ．　ｆｎ．　１ｉ｝Ｗ　　　　　分关注的重大课题。对于地下工程、矿山工程，　　　　＿地下水引起的流砂、冒顶等波浪漫过坝顶，．夺去了正在溢洪道上工作的７０多人的生命。三峡库区蓄水之后，库区水位上升诱发滑坡已成为目前被十险情危害极大。上海轨道交通四号线越江隧道工程的联结旁通道使用冰冻法支护施工，由于设计一与施工失误，造成水．、荷载增加，一抗力喊少；当发生渗流时还可能由于渗透力的作用而增加许多１不利因素。－基中土石坝占９０％以上，其中病险坝占很大比例（大约一半以上），主要都是渗透问题。垮坝失事的案例也大多数为砂透过冰冻层而大量涌人隧道，支护结构破坏，，使地面开裂下沉２一４・米，最后造成多处楼房倒塌，近７０米的黄浦扛防汛墙被严重破坏，黄浦江水进入隧道，造成中外关注的重大一＿＿我国目煎有各类水库大坝８　ＴＪ多ａ，数目居世界之首・事故。＿－土石坝，其中渗透破坏为主要原因。建于１９８９年的青海沟后水库混凝土面板砂砾石牌，由于防浪墙与坝体接触处漏水对降雨和上层管线漏水形成上层滞水处理不当毛承压水处理ｔｏｎ）在１９７６年６月５日由于渗透引起（水力劈裂）溃坝造绝大多数都与士中水有关。例如关于水土．压力的计算有误；一基坑工程也是事故多发处。＿　　如果认真的分析这些事故，　　我国９８年的特大洪水在全民中普及了一个土力学的名词，“管涌乍９８年长扛堤防险情共有６０００多外，其中有所成２．：６亿美元经济损失和１４人死亡。一管涌”・丫拼片散浸丫跌窝、佩洞・塌坡丫脱坡等。每＿地质灾害可能是天然发生的，也可能是人为引发的。但谓“　　管涌”约占６０％．各种滑坡和泥石流几乎无例外的与土中水有关。天然滑坡大一种都与土中水及其渗流有关。其中“多发生在雨季（或雪水融化的春季）。西藏的易贡地区于２０００年４月９日由于冰雪的融化引发了坡高２３００米，总滑动土石一方为３亿方的巨型滑坡，堆积体堵塞了易贡河，形成了总库容为１５亿方的堰塞湖，最后溃坝时洪水奔腾而下到达印度和孟加拉，造成下游的洪水。１９７２年７月在香港发生的宝城滑坡是由于雨水人渗山坡残积土引起的，只有区区两万方滑坡体，却冲垮了宝城大厦，砸毁相邻一楼，造成６７人死亡。１９６１年３月６日湖南的拓溪水库蓄水引发１６５万方的含粘士夹层的板岩沿底面和软弱夹层平面滑动，２０ｍ高的１０．工程勘察Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　＆　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ九江、牌洲湾等几处大溃堤无一不是由管涌引起的。崩岸是而使库水大量渗流，坝体的浸润线很高，坝体失稳，在１９９３不到位等。如珠海祖国广场基坑・北京的万亨基坑等，分析年８月７日溃坝，造成３００多人死亡。美国的第顿坝（Ｔｅ－事故原因可能有多方面，而土中水常常是罪魁祸首。－湖长江大堤崩岸１２００米长，达５００万立方米，造成２４人丧收稿日期基金项目２００４－０５－０８一．与渗流有关的另一种险情。１９％年１月３一８日，扛西省马国家自然科学基金与长杠水利委员会联合资助项目（５００９９６２０）．作者简介：李广信（（１９４１一），男（汉族），黑龙ａ．宾县人，教授２００４年第５－期万方数据生；湖北荆南咸宁大堤％年６方１１日江岸二天后一退４００・米，最大每小时崩岸５５米；湖北耙铺大堤５０年一８９年江岸后退１３２４米，迫使铁路、公路、厂矿迁移。ｉ，二ｈ／ｌ二Ｙ＇　／一　Ｙ．（１）这一水力梯度也就是流土的临界水力梯度。　　　　２渗透破坏厂　　　　如果取土颗粒组成的同样体积的“土骨架”作隔离体，则其在水中扣除浮力以后的自重为ＩＡ丫（向下），向上．渗流作用在骨架上的总渗透力为Ｊ　＝　７ｖ　＝　ｉｙｗＡｌ（向上）。处于临１Ａ丫乙份渗透破坏（　　　　ｓｅｅｐａｇｅ　ｆａｉｌｕｒｅ）也叫渗透变形（（ｓｅｅｐａｇｅ　ｄｅｆ＇ｏｘ－界状态时有：ｍａｔｉｏｎ），也有称为渗透失稳（ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｄｕｅ　．ｔｏ　ｓｅｅｐａｇｅ）　Ｅ　｀］。笔者查阅了国内外许多资料，发现关于渗透破坏的概念，国内外岩土工程界的认识和表述有很大差异，ｉ　　ｙｗＡｌＹ＇　／Ｙ．可见在士中稳定渗流的情况下，不管是粘性土还是砂　　　　土，二者・的流土机理和准则是完全相同的。＿　　　　　　　　　　　　　　　　　　产一、・　　　　比较普遍的认识是渗透破坏有两种基本的形式，即流土和管涌。所谓流土是在向上的渗透水流作用下，表层一定范围的土体或颗粒同时悬浮、＿移动的现象。所谓管涌是指在渗透水流作用下，土中细颗粒在粗颗ｒｙ．形成的孔隙通道中移动・流失的现象。一关于流土，　　一我国土．力学界的叙述比较统，一＿各种大专院３土的渗透破坏与渗透引起的土的破坏一土的渗透破珠主要是流土和管涌，二者都有严格的定　　义，概念是清楚的、但是土中水及其渗透可能引发的问题比较复杂，引起土的破坏有多种形式，一对此常会发生一些认识、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，“、校的《土力学》教材一中所述基本一致［２．３］０一这里应当明确的是补（１）流土时渗流一的方向是向上的朴（劝流土一般发生在地表，也可能发生在两层土・之间杜（３）不管粘性土还是粗粒、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　上的混淆。・一＿土都可能发生流土。．关于管涌，国内外的定义也都较为一致：（　　　　１）它是沿着渗流方向发生的（不一定向上）；（２）；它是粗细颗粒间的相对运动，在粗细两层间的＿渗流，可能细粒士．从粗粒土中带３．１流土如上所述，流土是针对有向上的稳定渗流的一种渗透破　　　　坏现象。如图１中土下部的水如果是突然施加，并且土的透水性差，土未碗和，在土中也没有产生稳定渗流，那么其悬浮的条件为：一　　　　　　（ｈ＋ｌ）　Ａｙ．＝Ａｌ：－走，也可称为接触冲刷或叫潜蚀。、（３）就一层土来讲・粘性土不会发生管涌现象。（４）管涌发生后有两种后果：一种是继细粒土被带走后，粗粒土也被渗流带走，最后导致渐进破坏；一另厂种是细粒土被带走，粗粒土形成的骨架尚能支持，渗漏量加大但不一定随即发生破坏。流土这一名词在英文中似乎没有一种准确的译法。我国　　　　一（２）《岩土＿．程基本术语标准》（ＧＢ／Ｔ５０２７９一９８）［＇］中译为“Ｓｏｉｌｌｆｏｗ＂。英文文献中对应的名词很多，如：砂沸（（ｂｏｉｌｉｎｇ　）　，流砂（ｌｆｏｗｉｎｇ　ｓａｎｄ，　ｑｕｉｃｋ－ｓａｎｄ［ａ］　），管涌（ｐｉｐｉｎｇ　［２，４，６，　７））等。｝川川图１流土示意图这些说法应当说都是针对砂土的，其中“砂沸”一最为形象。笔者早年曾在松花江滩进行沉井施工，＿二次突然停电，．井点失效，井底水挟砂汹涌而起，突泉无数，状如沸水，用６米长的竹竿‘捅到底，竟无阻力。由于这种液体密度及浮力很其中）为夭然容重犷这时土起动破坏的水头可能比有　　　　大，人并不下沉，恒十分凶险。对手这种现象，流砂（ｑｕｉｃｋｓａｎｄ，　ｌｆｏｗｉｎｇ一　ｓａｎｄ）的提法不够准确；而管涌（ｐｉｐｉｎｇ）则显然是概念错误。美国基础Ｉ．程师手册（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＨａｎｄｂｏｏｋ）　［￥？对于管涌的说法较为准确。稳定渗流时产生流土的水头小。而这种破一坏形式不能叫流土，叫做“突涌”似乎还可以。另外一种情况是如果在渗透系数较小的土层上布置了一层砂砾石压重，如图２所示，如果土要被“抬起”，则需要两层土一起移动，这时条件是：　　　　我国的工程地质界咚１０１经常将砂土的流土叫流砂，而将粘士的流土叫突涌０其中流砂的内涵较广，包括砂土坡的失稳流动等现象；将指粘性土一的流土称为“突浦１１也是可以的。但其实对于流土不必分什么士，其原理都很明晰。从两种角度分析卜分析的结果都二样。在图‘中的向上渗流情况下，如果用总应力分析，取土体单乖为隔离体考虑其平衡，土体自重ＩＡｙｓｅ，（向下），上下水压力差Ｐ＝．　（ｈ十ｌ：）Ｙ　ｗＡ（向上），当其处于悬浮状态时（流土），ＩＡ　Ｙ＿＝（ｈ＋ｌ）　Ｙ｝Ａｈ＝（Ｙ。一Ｙｗ）　ｔ　ｙ．・ｌ二一Ｙ＇／Ｙｗ・ｌ而这时土中渗流的水力梯度（水力坡降）：２００４年第Ｓ期图２有压重时的流土工程勘察Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ遗Ｓｕｒｖｅ对心１１万方数据［ｈ＋（ｌ，＋１ｊ］　＇Ｙ．Ａ二一（１２７－２＋ｌ，　Ｙｓａ，｝　）　Ａ如果：Ｙａ．Ｉ＝Ｙ，ａａａ二００，　　８；＝＝９００时，则变成典型的流土问题，一即杯＝丫／九。而在沿坡渗流的情况下仁，ａ二ｅ，临界水力坡降为：ＡＪ　ｈ　＝　（｝Ｙ产２、‘ｈ＋１２）“一分１，＋１２）由于土层１中渗透系数小得多，则Ｌ二（ｘ＇ｃｏｓ口ｔａｍｐ　）／Ｙ．，，３．４流滑（３）（６）　　　　Ｙ＂／Ｙ．．ｏ或者抗滑稳定安全系数Ｆ，　　　　　＝　１．０时，ｔａｎ叫ｔａｎｇ二，Ｙ＇　　ｌ　｝＋１一土的流滑扭ｏ　　ｗ　ｓｏｌｉｄｓ）是土失稳的一种现象．。它与土对彩乙　　　　这远比式（１）中的临界水力坡降大，这种情况也可产生流土．，由于有上．部反滤压重，使其抗流土的能力提高了。３．２管涌＿－９８年洪水使全民都熟悉了一个土力学名词一“管涌”。　　　　可惜这种认识在严格意义上常常是不确切的。以长扛堤防为Ａ其地基属于二元结构，即在均匀的（有，层弱透水的粉土或粘性土。如上所述，在粘性土中一般细万砂层上，分布发生管涌。那么实际情况大多数属于流土，或者地基及堤身不会发生管涌，而下部细砂的级配相当均匀。实际上也不会的缺陷或孔洞的冲蚀。为了防止在粗细两层土界面处发生管涌，一般使两种土颗粒满足如下条件：＿．　－－一Ｄ，５／ｄ｝，＜　４　一５‘一（４）ｄ８５为细粒土中比其小的颗粒含量占８Ｄｕ为粗粒土中比其小的严粒含量占１５％的颗粒粒径，比值５％的颗粒＿粒径，被称为管涌比（ｐｉｐｉｎｇ　ｒａｔｉｏ）。在被保护土层上设置合适的反滤层对于管涌和流土均有保护作用。目前也有用无纺织物作为反滤层的方法，也应当满足一定的孔隙条件。３．３流砂（ｆｌｏｗｉｎｇ　ｓａｎｄ，　ｑｕｉｃｋ－ｓａｎｄ）人们常把流砂和流土混为一谈。而实际上流砂的范围更　　　　广一些。流土发生在垂直向上渗流的情况，而流砂可能发生在任何方向。在《岩土工程基本术语标准》（ＧＢ／Ｔ５０２７９　－９８）中指出：“饱和松砂中剪应力增大时，在Ｔ排水的条件下的剪缩势使土内孔隙水压力大幅度升高，土强度骤然下降，导致砂土无限流动的现象”。在实际中，人们对“流砂”的概念似乎更广一些，如在隧洞施工时，由于衬砌不良或破坏，饱和的砂土在压力水作用下可从侧壁，洞顶奔涌而出，也可称为流砂，如上海轨道四号线的隧洞中的情况。另外在饱和砂土坡中，渗流方向与坡向成一定角度引发的滑坡，随即可以成为流砂。如图３所示。图３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　砂坡的稳定一这时的流砂（　　　　滑坡）的临界条件是：Ｙ＇　ｓｉｎ召＋几ｄｏ　ｃｏｓ（夕一Ｂ）二［Ｙ＇　ｃｏｓｐ一）ｗｉ，　ｓｉｎ（ｐ一０）１ｔａｎ｝ｏ（５）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　可见它比流土．的临界水力坡降要小。在式（５）中，当１２工程勘察Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　＆　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ万方数据扰动的敏感性（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，、　ｑｕｉｃｋ，　ａｌｉｖｅ，　ｍｏｂｉｌｉｔｙ）有关。　　　　笔者曾在黑龙江某河滩的淤泥土中开挖基坑，开挖施工很容易，几乎可以垂直开挖，但放置一会就发现基坑壁上．流泥＊一晚以后满坑泥浆。－一一　　北欧的一些地方的高灵敏性粘．土可能因为微小的扰动（如人工少量开抢或水的冲刷）而自发大面积流滑、渐进破坏。这种流滑主要是由于抚动及土中水的运动而破坏了高灵敏性粘土的结构，使其结构强度完全丧失而泥化。一另二种为人们所熟知的情况是在振动荷载下饱和松砂的液化，也可划人流滑之类，它可以在瞬时发生。但是饱和松砂的流滑也可能是在静态荷载引起的静应变下发生。在美国密茜西比河下游一些地方的砂土会因为偶然的扰动而迅速大面积流滑。我国某些地方一高含水量的粉土河岸在短期内大范围崩岸也属于相似的情况；以上．两种倩况的原理在于：由于排水不充分，瞬时产生的超静孔隙水压力，使有效应力降低接近于零，抗剪强度丧失。在自然界可能随后形成汹涌澎湃的泥石流。其根源在于松砂粉土．等强烈的剪缩性。这与上述的“流砂”是一‘致的。所以可以说流砂是流滑的一种。其原理见图４所示。，由子它是在静态荷载下发生的类似于液化的现象，所以也叫做静态被坏或静态液化。在河海岸坡水力充填坝等情况可能发生。如美国的Ｆｔ　｀　Ｐｅｃｋ坝的溃决［ｓ）０－ａ，一口，一“一一－一‘‘‘二二二＝－．ａｐｉ　　　　　　　　ａ应力应变曲线ｂ有效应力路径图４饱和松砂的静态流滑　　一＿图＿４为饱和松砂在围压。。条件下的固结不排水三轴试验的结果，可见在应变。，。下由于剪缩趋势而产生很高的超静水压，它几乎等于围压。，，有效应力。，。二０，从而发生强度急剧下降，发生液化。综上所述，流滑是一种由于土中水引起的强度丧失现象犷可以包括敏感性粘土的结构破坏、流砂和液化。－３．５・液化一砂土的液化（ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ）通常是指振动液化，是人们所熟知的现象，它的主要特点是有效应力接近于。，砂土颗粒处于悬浮状态，抗剪强度基本为。。如上所述，广义的液化也应包括砂土的流土（ｂｏｉｌｉｎｇ从静态的流滑（见图４）ｏ３，．６土力学课题与水力学课题土力学主要是固体力学的范畴犷水力学属于流体力学的　　　　２００４年第５期范畴。二者交叉，于土中的渗流。土力学中的渗流研究一般限于水的层流，遵循达西定律。但是有些与渗流有关的问题超过这一范围，成为双相或多相的混合流。这比如工程中汹涌的流砂・流土与管涌引发的土体的破坏、泥石流、崩岸与河道变迁、堤坝由于洪水漫顶而溃决等，这些需要两个学科的合作。４渗透破坏的几个工程问题在基坑工程中，渗透破坏是很大的威胁，而地下水的赋　　　　存形式及运动方一式和人们对于地下水的处理方一法不同，会使实际情况比较复杂，不能不认真进行渗流分析，一旦失策，就可能铸成大错。一４１流土的破坏准则．＿一流土的临界水力坡降如式（　　　　（１）所示，它是很清楚的。由于粘性土存在着粘聚力，所以实际上可能承受稍大一些的水力坡降。尤其对于土层均匀、尺寸较小的基坑，有人建议图５边墙人士深度＜１。．，即水力坡降没有达到流土临界水力坡降时，墙体由于被卿９ｆｎ力不够而倾覆。这时被动土压力ｔ：（１０）　　　　　　　　　　　　　　ＰＰ＝凡ｄ　ｚ＝ｋ，　（ｙ，一ＬＹｗ　）　ｚ，被＝Ｙ，／Ｙ．时（流土时）式中：为从坑底算起的深度。当ｔｉｐ，按双向板的计算确定其可承受的承压水头。但地基土及基坑开挖不确定性很大，还是以稍保守为宜・４．２坑壁支护止水的、入土深度各种支护桩、墙的人土深度主要是按照水土．　　　　压力及结构＿动土压力为Ｏｏ４．５坑内降水与坑外降水‘　　　　无论是在坑内还是坑外采用井点降水时，对于防止．渗透破坏都是有效的。但．在坑内降水的渗流方向是向基坑内部的、会使主动土压力增加，被动土压力减少，对于支护结构不利。的内力确是。但也＞ｉ　．该注意渗流破坏问Ｚ。在图５　（ａ厂中的均匀王层中，如果在坑内排水，、则挡水的边墙的人土．深度应为：ｄ多　　　Ｈｌ２（７）４６不同形态一地下一水的处理「‘在基坑工程中，人们往往重视潜水，忽略上层滞水和下　　　　层承压水。上展滞水成因复杂，比如附近各类输水管线，当基坑开挖（尤其是土钉墙支护时）会由于地基土位移而开裂但．　　　　最好绘制流网，检验局部的水力坡降。对于图５　（ｂ）情况一，满足（７）式显然是不够的，这时土层２渗透系数比发生渗透破坏，也可能影响土．中有效应力而使支护结构失效。土层１，小得多，在坑内土层之的向上的水力坡降近似为：一　　　　　　　　ｉ＝１１４２１）、（８）这时不管墙向下埋深多大，基本公式（　　　　８）不会变化。漏水，严重危及１程。而降水如果不处理下部承压水：即使不５结论＿一．－４３管涌一一、一如果图５　（ａ）中土层为管涌土，则其临界水力坡降比公式（（１）一计算的小得多，基底发生管涌会严重破坏地基土　　　　（１）土中水及其渗流是工程失事及发生地质灾害的重要原因，土木工程不应忽视士中水的渗流问题。、（　　　　２）土一的渗透破坏主要是指“流土”、和“管涌”。‘渗流引起的土的破坏则有许多类型，它们往往与生中有效应力的的结构滩低承载力。－－、一值得注意的是在地下水以下施工封底时一如果是水下浇　　　　筑混凝土，需要其凝固到一定强度后再排千基坑。如果是在基坑内通过集水井排水，然后直．接封底，在图５　（ａ）情况卞，由于封底以后无法再排水，混凝土底板以下形成承压水；在人工降水情况下，过早停止抽水，情况也一样。承压水在未凝固的混凝土中向上渗流，会将混凝土．中水泥浆及砂骨料中的细粒带出，这也是一种管涌。导致混凝土底板强度减小有关。二．（３）基坑工程中除子应注意防止坑底的管涌和流士以外，还应注意渗流引起的土压力变化。　　　　（４）合理处理基坑工程中的地下水，对安全施工是至关重要的。－参考文献《岩士．Ｚ程基本术语标准》（ＧＢ／Ｔ５０２７９　－　９８）北京：中国计划出版社，１９９８Ｒ．　Ｗｈｉｔｌｏｗｓｉａ．　１９９５Ｂａｓｉ　　ｃＳｏｉｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　（３　｀ｄ　ｅｄｉｔｉｏｎ）川降低，止水失效，是应当注意的。这种情况下，最好在浇筑底板前预留排水管，实际上是减压井，待混凝土达到一定强］２［度后集中封堵。－－－－］３［川川Ｌｏｎｇｍａｎ　Ｍａｌａｙ－：－一　　　　４．４有渗流情况的土压力一在图５＇　（ａ）中，坑外（右侧）有向下的渗流，坑内（左侧）有向上．的渗流，其数值近似为〔１，２１　　　　　　　　　　　　　　＿ｉ＝ＨＩ（　Ｈ＋２ｄ）、一、（９）墙右向下的渗透力增加了主动土压力，墙左的向上渗　　　　透力减少了被动土压力。所以实际失事的情况可能是：在ｉ２００４年第５期　　　　陈仲颐，周景星王洪瑾．士力学．北京：清华大学出版社，１９９２‘卢廷浩主编士力学南京：河海大学出版社，２００２Ｒ　　Ｄ　　Ｈｏｌｔｚ　ａｎｄＷＤ　　Ｋｏｖａｃｓ＿曰Ａｎ　Ｉｎｔｚｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｎｇ，　Ｐｉｅｔｉｃｅ－Ｈａｌｌ，　Ｉｎｃ　　１９８１工程勘察Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ一　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　＆（下转第５２页）　　　　　　　　　　　　　　　万方数据均点位中误差为＋＿－０－．０１０ｎｉ；最大的点位中误差为士０．０１３ｍ，好于上海平面坐标系统的精度指标。一２５个原有坐标控制点坐标变化小于ｌｏｃｍ的有５点，坐标变化大于２０ｃｍ的点有１０点，最大的坐标变化量为０．　２９０ｍ．３，．３‘西安８０坐标系平面平差厂，之间的转换残差较大，达到３ｃｍ，其它坐标系之间的转换残差则均较小，原因是在上海平面坐标系统平差时，固定了其中二些点原有坐标，使得高精度ＧＰＳ网产生了一定程度的扭曲。‘各坐标系之一　　　　　　　　间转换关系的转换残差卜转换后坐标９５西西上处西表１（单位：转换前坐标上海平面坐　　卜．在所有点中、，２６个点有西安８０坐标。与１９５４北京坐标系数据处理方法类似，采用了原有坐标控制点坐标改正数和为零作为基准。平差后原有坐标控制点坐标变化小于５ｃｍ的点有５点，变化大于ｌ　Ｏｃｍ的点有１０点，最大坐标变化量为０．　１９６ｍ．半差后半均点位中误差为１　　　　　０，０１０ｍ，最大的点｝残差均值最大残差　　　　坐上海平面、９１鲜鲜坐京４北５赫ＷＧＳ－８４ＷＧＳ－８４ＷＧＳ－８４位中误差为士０．０１３ｍ，好于上．海平面坐标系统精度，与１９５４北京坐标系精度相当。岭恕黑『漂系系．系漆系０３６，０．１０１，０．００１）ｏ．　０２９（一０．八ｎｎ八ＵｊＵ（一０．０３３，０．１０１，一０．００２）』￣（勺八Ｕ０１翻（一０．００４，一０００３，一０．００６）ｎ八八八ＵＵｊＵＺｎ八八Ｕ甘Ｕ口八Ｏ０八Ｊ乙Ｉ（０．０４２，一０１０４，０．００２）ｒ（０：００１，一。００２，０　００６）（一０．　　００５，０．００６，０．０００）５结论４各坐标系之间的转换为了求得坐标系之间的转换关系，采用七参数　　　　转换模型：２汀十１　　）上海平面坐标系统首级控制网的改造方案合理，观测精度较高，数据处理后分别得到了ＷＧＳ－８４、上海平面坐标系统、１９５４北京坐标系和西／ｒｌｓｅｓｅｓｅｓｅ！卜、、、１ｌｌｅｗ！ＪｊＪ　‘‘　、Ｊ１１Ｙｅｅ１ｊｓＺｅＩＺ、Ｘ、、一　－　　　　　　　／ｒｌｓｅｅｗｅｗｅｅｌ‘、ＯＸＯＹＯＺ、、十＋　ｌ　　ｅ　ｗｊ　　　　＋　　　　　　　　Ｘ’ｋ）Ｒ，（。）Ｒ２（Ｒ）　Ｒ３（ｙ）Ｙ’’Ｚ安８０坐标系坐标成果，达到了提高精度、替代原有首级网的目的。．式中的（ｘ　＇Ｙ－＇　Ｚ）７和（ＸＩ　Ｙ　　Ｚ，尹为转换前后坐标表示为空间坐标的形式，若是ＷＧＳ－８４大地坐标，则采用ＷＧＳ－８４椭球参数化算得到；若是上海平面坐标系统、内５４北京坐标系或西安８０坐标系，坐标则先高斯投影反算‘，再采用１９５４北京坐标系或西安８０坐标系椭球参数化算得到。（Ｘ＂姚（７）为绕三个轴的旋转矩阵〔２１０ｚｏ介为平移量，ｋ为尺度，Ｒ，（。）凡印）凡厂采用模型（５），按最小二．乘法，分别求取了各　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　平面坐标系的基准，保证了上海平・面坐标系原有特定几何意义，原首级网点坐标变化除１点外，其它均小于２０ｃｍ，使现有大量资料能延续使用。３）采用原有坐标改正数之和为零的条件，平　　　　差得到了１９５４北京坐标系和西安８０坐标系成果，使得坐标基准保持不变犷同时又保证了控制网有很高的内部精度。４）采用七参数转换模型求取了各坐标系之间　　　　的转换关系。参ｒ．Ｉ．Ｌ劝采用固定原点和其它部分稳定点作为上海　　考＿文献坐标系之间的转换关系，转换残差的最大值和平均Ｌ，ＩＪ王解先简便实用的ＣＰＳ网平差模型武汉测绘科技大学学值列子下表１中，表中的残差均值为各点残差分量平方和开方、的均值。表１结果表明，上‘海平面坐标系与其它坐标系ｒ．２Ｌ，ｓｅＪ报，１９９６　（３升２７３、・２７６王解先，王军，陆彩萍ＷＧＳ－８４与北京５４坐标的转换问题大地测量与地球动力学，２００３　（３）　：　７０、　　７３．，Ｌ－（接粼３页）〔６〕Ｊ＇．Ｈ　　．　Ａｔｋｉｎｓｏｎ，ａｎｄ　Ｐ　　Ｌ，．Ｂｉ　ａｎｓｂｙ　　Ｔｈｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｏｆ　Ｓｏｉｌｓ－Ａｎ　　　　　　　　　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｓｔａｔｅ　Ｓｏｉｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ＭＣＧＲＡＷ－Ｈｉｌｌ９０ｌ『ＩＪ《岩土工程手册》编写委员会岩土工程手册北京：中国　　建筑ｚ．业出版社，１９９４‘ｌｌＪＢｏｏｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ　（ＵＫ）　Ｌｉｍｉｔｅｄ，　１９７７尸．．Ｌ　　（（Ｚ程地质手册争编写委员会工程地质手册（第二版）北京：中国建筑Ｚ．业出版社，１９９２７，．ＪＡＮ　　Ｓｃｈｏｆｉｃｌｄ　ａｎｄ　Ｃ，　Ｐ．　ＷｒｏｔｈＨ．　Ｆ．　Ｗｉｎｔｅｒｋｏｒｎ　ａｎｄ　Ｈ．　ＹＣｒｉｔｉｃａｌ　Ｓｔａｔｅ　Ｓｏｉｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ叫圈李广信，刘早云渗透对基坑水土压力的影响２００２，　（５）：７５－水利学报ＭＣＧＲＡＷ－Ｈｉｌｌ；＇　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　ＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｅｔｅｄ．　１９６８Ｌ．．Ｌ口０勺ｓｅＪＦａｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ李广信基坑支护结构上水士压力的分算与合算岩士工程学报，２０００，　２２　（３）：３４８、３５２．ｉｏｎａｌＨａｎｄｂｏｏｋ．　ＶＡＮ　Ｎｏｓｔｉａｎｄ　Ｒｅｉｎｈｏｉｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ．　ＬｉｔｔｏｎＥｄｕｃａｔＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，　Ｉｎｃ．　１９７５５２工程勘察ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ＆　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ２００４年第５期万方数据