文档介绍：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
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
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。
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:
设单宽渗流量为q,则:
浸润线方程:
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=L´+h0/2,y=0),故浸润线方程可表示为:
又因浸润线通过点E(x=0,y=H1),故:
通过坝身单宽渗流量q为:
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:

单宽渗流量可按下式求得:

浸润线仍按式计算。
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。
L0/T
20
5
4
3
2
1