●●●●● ●●●● 二、水力学法 ●●0 ●●● ●●●● 基本假定: ◆土料均一,各向同性 ◆渗流属稳定流 ◆看作平面问题 ◆渗流看作层流 ◆渗流符合连续定律 基本要点: 将坝内渗流分成若干段(即分段法),应用达西定律 和杜平假定(假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相 等),建立各段的运动方程,根据水流连续性求解流速 流量和浸润线等。 2021/2/23
2021/2/23 6 基本要点: 将坝内渗流分成若干段（即分段法），应用达西定律 和杜平假定（假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相 等），建立各段的运动方程，根据水流连续性求解流速、 流量和浸润线等。 二、水力学法 基本假定： ◆土料均一，各向同性 ◆渗流属稳定流 ◆看作平面问题 ◆渗流看作层流 ◆渗流符合连续定律
●●● 平均流速: ax dy -kJ=-k Oy 单宽流量: q=v‘y (米) i=0 自上游面(x=0,y=H1)至下游 面(x=L,y=H2)积分得: g 图6-19不透水地基上 2 k(H1-H2) 矩形土体的渗流计算图 2L 2 q 2分(*),可得浸润线方程: X(△ k
2021/2/23 7 平均流速： 单宽流量： x y q ky = v y = − x y v kJ k = = − 自上游面（x＝0，y=H1)至下游 面（x=L,y=H2)积分得： L k q H H 2 2 2 2 1 − = L k H H q 2 ( ) 2 2 2 1 − = x k q H y 2 2 2 1 − = 积分（*），可得浸润线方程： （*） （△）
●●●●● ●●●● (一)不透水地基上均质土坝的渗流计算 ●●0 ●●● 均质坝的渗流计算 ●●●● 20世纪20年代前苏联学者提出,以浸润线两端为分界线, 将均质土坝分为3段:上游楔形体、中间段和下游楔形体 分别列出计算公式,再根据水流连续原理求解,称为“三段 法 2021/2/23
2021/2/23 8 （一）不透水地基上均质土坝的渗流计算 1、均质坝的渗流计算 20世纪20年代前苏联学者提出，以浸润线两端为分界线， 将均质土坝分为3段：上游楔形体、中间段和下游楔形体， 分别列出计算公式，再根据水流连续原理求解，称为“三段 法
E d y B M °△LF B N B L N (b) ①下游无排水 用一个等效矩形体代替上游楔形体,把此矩形体与原三 段法的中间段和而为一,成为第一段,下游楔形体为第二段 虚拟上游面为铅直的,距原坝坡与设计水位交点A的水平距 离为△L △L= 1+2m1 上式根据流体力学和电拟试验得到,式中m为上游坝坡 坡率;H1为坝前水深 2021/2/23
2021/2/23 9 1 1 1 1 2 H m m L + = ①下游无排水 用一个等效矩形体代替上游楔形体，把此矩形体与原三 段法的中间段和而为一，成为第一段，下游楔形体为第二段。 虚拟上游面为铅直的，距原坝坡与设计水位交点A的水平距 离为ΔL 上式根据流体力学和电拟试验得到，式中m1为上游坝坡 坡率；H1为坝前水深
●●●●● ●●●● ●●0 通过第一段EOBB的渗流量为 ●●● ●●●● k(H12-(ao+1)2] q1 2L 第二段BBN,可以下游水面为界,分为水上和水下两部 分,应用达西定律,可得通过第二段的渗流量为: ka (bao+ 根据水流连续条件q=q1=q2,联立以上两式,可求得a0 和q。浸润线方程可以用△)求得,求出后还应对浸润线进 口进行修正:自A点引与坝坡AM正交的平滑曲线,曲线下端 与计算所得的浸润线相切于A’。 坝体为贴坡排水对坝身浸润线位置没有影响,计算方法 与下游无排水相同 2021/2/23
2021/2/23 10 通过第一段EOB’ B ’’的渗流量为： ' 2 0 2 1 1 2 [( ( ) ] L k H a t q − + = 第二段B’B’’ N，可以下游水面为界，分为水上和水下两部 分，应用达西定律，可得通过第二段的渗流量为： (1 ln ) a 0 2 0 2 t a t m k q + = + 根据水流连续条件q＝q1 ＝q2，联立以上两式，可求得a0 和q。浸润线方程可以用（△）求得，求出后还应对浸润线进 口进行修正：自A点引与坝坡AM正交的平滑曲线，曲线下端 与计算所得的浸润线相切于A’。 坝体为贴坡排水对坝身浸润线位置没有影响，计算方法 与下游无排水相同