第三节工看坝渗流分析方法 土石坝渗流分析的内容的
第三节土石坝渗流分析方法 土石坝渗流分析的内容及目的
土石坝渗流分析的內容:①确定浸润线的位置;② 确定渗流的主要参数——渗流流速与坡降;③确定 渗流量。 土石坝渗流分析的目的:①对初选的坝的形状与尺 寸进行检验,确定渗流作用力,为核算坝坡稳定提 供依据;②进行坝体防渗布置与土料配置,根据坝 体内部的渗流参数和渗流逸岀坡降,检验土体的渗 流稳定,防止发生管涌与流土,在此基础上确定坝 体及坝基中防渗体的尺寸与排水设施的容量和尺寸; ③确定通过坝和河岸的渗流水量损失并设计排水系 统的容量。教村209页
土石坝渗流分析的内容：①确定浸润线的位置；② 确定渗流的主要参数——渗流流速与坡降；③确定 渗流量。 土石坝渗流分析的目的：①对初选的坝的形状与尺 寸进行检验，确定渗流作用力，为核算坝坡稳定提 供依据；②进行坝体防渗布置与土料配置，根据坝 体内部的渗流参数和渗流逸出坡降，检验土体的渗 流稳定，防止发生管涌与流土，在此基础上确定坝 体及坝基中防渗体的尺寸与排水设施的容量和尺寸； ③确定通过坝和河岸的渗流水量损失并设计排水系 统的容量。教材209页
、土石坝中的渗流特性 U= K JI/B 二、渗流分析的基本方程 根据达西定律 教材210页 di
一、土石坝中的渗流特性 υ= κＪ1/β 二、渗流分析的基本方程 根据达西定律 教材210页 dx dy v = −k
浸润线 渗流在土坝坝体内 的自由水面与垂直坝轴 线剖面的交线
浸润线： 渗流在土坝坝体内 的自由水面与垂直坝轴 线剖面的交线
渗流分析方法主要有 流体力学法、水力学法、流网 法、试验法和数值解法 、水力学法(基本假定)
渗流分析方法主要有： 流体力学法、水力学法、流网 法、试验法和数值解法。 三、水力学法（基本假定）
应用达西定律和假定,全断 面内的平均流速等于: k 设单宽渗流量为q,则: 9=vy k dx 矩形土体单宽渗流 k(HI-H 量为: L 浸润线方程: 2ax
dx dy v = −k dx dy q = vy = −k y 应用达西定律和假定，全断 面内的平均流速等于： 设单宽渗流量为q，则： x k q y H 2 2 浸润线方程： = 1 − L k H H q 2 ( ) 2 2 2 1 − = 矩形土体单宽渗流 量为：
下游有褥垫排水的情况 根据流体力学的分析,图所示的浸润线可用通过E点并 以排水起点D为焦点的抛物线表示。若B点高度为h0,则 C点距D点的距离为。由于浸润线过点B(x=L′,y=h0) 和C(x工+h0/2,y=0),故浸润线方程可表示为 b 1+2mH +x 2h 又因浸润线通过点E(x=0,y=H1),故 HI-L 通过坝身单宽渗流量q为: k(H2-h2) DC I x÷h 2L′
下游有褥垫排水的情况 根据流体力学的分析，图所示的浸润线可用通过E点并 以排水起点D为焦点的抛物线表示。若B点高度为h0，则 C点距D点的距离为。由于浸润线过点B（x=L′，y=h0） 和C（x=L´+h0/2，y=0），故浸润线方程可表示为： x h y h L + − = 0 2 0 2 2 又因浸润线通过点E（x=0，y=H1）,故： h = L + H − L 2 1 2 0 通过坝身单宽渗流量q为： L k H h q − = 2 ( ) 2 0 2 1 b = H m1 1+2m1 b
有棱体排水时 当下游无水时,按上述褥垫排水情况计算。当下游有水 时,可将下游水面以上部分按照褥垫式下游无水情况处 理,即: hn=√2+(H1-H2)2-L 单宽渗流量可按下式求得: k 2∠,H2-(H2+h0)2 浸润线仍按式计算
有棱体排水时 当下游无水时，按上述褥垫排水情况计算。当下游有水 时，可将下游水面以上部分按照褥垫式下游无水情况处 理，即： 单宽渗流量可按下式求得： 浸润线仍按式计算。 h = L + H − H − L 2 1 2 2 0 ( ) [ ( ) ] 2 2 2 0 2 H1 H h L k q − + =
图透水地基上带截水槽的心墙坝的渗流计算图 图透水地基上带截水槽的斜墙坝的渗流计算图」
图透水地基上带截水槽的心墙坝的渗流计算图 图 透水地基上带截水槽的斜墙坝的渗流计算图
有限深透水地基上均质坝渗流计算 首先按不透水地基上均质坝的计算方法,确定 坝体的渗流量;再假定坝体不透水,根据渗流的达 西定律,按式下式计算地基的渗流量;然后取总单 宽流量q为两者之和。 KhT L/T20 2 q 1.05 1.18 1.23 1.30 1.44 1.87 ritmmmmmmyrtoTiiTT
有限深透水地基上均质坝渗流计算 首先按不透水地基上均质坝的计算方法，确定 坝体的渗流量；再假定坝体不透水，根据渗流的达 西定律，按式下式计算地基的渗流量；然后取总单 宽流量q为两者之和。 0 1 nL k H T q T = n L0 /T 20 5 4 3 2 1 1.05 1.18 1.23 1.30 1.44 1.87