●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● §3土石坝渗流分析 概述 二、水力学法 三、流网法 四、渗透变形及防止措施 2021/2/23
2021/2/23 1 §3 土石坝渗流分析 一、概述 二、水力学法 三、流网法 四、渗透变形及防止措施
●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 、渗流分析概述 分析目的: ◆检验坝的初选形式与尺寸,确定渗流力以核算坝坡 稳定 ◆进行防渗布置与土料配置,根据坝内的渗流参数与 逸出坡降,检验土体的渗流稳定,防止发生管涌和流 土,确定坝体及坝基中防渗体和排水设施。 ◆确定通过坝及两岸的渗流量并设计排水系统的容量 2021/2/23
2021/2/23 2 一、渗流分析概述 分析目的： ◆检验坝的初选形式与尺寸，确定渗流力以核算坝坡 稳定 ◆进行防渗布置与土料配置，根据坝内的渗流参数与 逸出坡降，检验土体的渗流稳定，防止发生管涌和流 土，确定坝体及坝基中防渗体和排水设施。 ◆确定通过坝及两岸的渗流量并设计排水系统的容量
●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 渗流计算内容: ◆确定坝体浸润线及下游岀逸点的位置,绘制坝体及 坝基内的等势线分布图或流网图; ◆确定坝体与坝基的渗流量 ◆确定坝体出逸段与下游坝基表面的出逸坡降,以及 不同土层间的渗透比降; ◆确定库水位降落时上游坝坡内的浸润线位置或孔隙 压力; ◆确定坝肩的等势线、渗流量或渗透比降。 2021/2/23
2021/2/23 3 渗流计算内容： ◆确定坝体浸润线及下游出逸点的位置，绘制坝体及 坝基内的等势线分布图或流网图； ◆确定坝体与坝基的渗流量； ◆确定坝体出逸段与下游坝基表面的出逸坡降，以及 不同土层间的渗透比降； ◆确定库水位降落时上游坝坡内的浸润线位置或孔隙 压力； ◆确定坝肩的等势线、渗流量或渗透比降
●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 渗流计算应包括以下水位组合情况: ◆上游正常蓄水位与下游相应的最低水位; ◆上游设计洪水位与下游相应的水位; ◆上游校核洪水位与下游相应的水位; ◆库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。 渗流计算应考虑坝体和坝基渗透系数的各向异性。计算 渗流量时宜釆用土层渗透系数的大值平均值,计算水位降落 时的浸润线宜采用小值平均值 对1、2级坝和高坝应采用数值法计算确定渗流场各因素, 其它可采用公式计算。 岸边的绕坝渗流和高山峡谷的高土石坝应按叁维渗流用 数值法计算。 2021/2/23
2021/2/23 4 渗流计算应包括以下水位组合情况： ◆上游正常蓄水位与下游相应的最低水位； ◆上游设计洪水位与下游相应的水位； ◆上游校核洪水位与下游相应的水位； ◆库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。 渗流计算应考虑坝体和坝基渗透系数的各向异性。计算 渗流量时宜采用土层渗透系数的大值平均值，计算水位降落 时的浸润线宜采用小值平均值。 对1、2级坝和高坝应采用数值法计算确定渗流场各因素， 其它可采用公式计算。 岸边的绕坝渗流和高山峡谷的高土石坝应按叁维渗流用 数值法计算
●●●●● ●●●● ●●●●● 土石坝的渗流为无压渗流,有浸润面,可视为稳定层° 流,满足达西定律,简化为平面问题。水位急降时产生不° 稳定流,需考虑浸润面随时间变化对坝坡稳定的影响。 达西定律: aH OH kJ=-k kJ=-k X 连续条件: OX av av 0 OX 二维渗流方程: aH 0H k +k 0 2 分析法:流体力学法、水力学法、图解法和试验法,最常 用的是水力学法和流网法(图解法)
2021/2/23 5 土石坝的渗流为无压渗流，有浸润面，可视为稳定层 流，满足达西定律，简化为平面问题。水位急降时产生不 稳定流，需考虑浸润面随时间变化对坝坡稳定的影响。 达西定律： x H vx kx J kx = = − y H vy ky J ky = = − 连续条件： 0 x y = + x y v v 二维渗流方程： 0 x y 2 2 2 2 = + H k H kx y 分析法：流体力学法、水力学法、图解法和试验法，最常 用的是水力学法和流网法（图解法）