渗流计算实例
5 闸坝段基础渗流计算结果及分析
本次闸坝段基础渗流计算选取了7~8个典型剖面进行计算。图5为所选计算剖面，其设计的防渗布置方案及各地层覆盖层和基岩分布情况也示于图中。
对各坝段在上游水位为正常蓄水位1797m下游水位1774m运行工况进行了无防渗墙、防渗墙封闭至基岩（原防渗方案）、防渗墙插入砂质粉土层1m、防渗墙插入砂质粉土层
5m和防渗墙插入砂质粉土层10m等防渗方案的各剖面的渗流模拟计算，各方案的计算工况和内容列于下表2，其中，9-9剖面仅对防渗墙插入砂质粉土层10m和5m的防渗方案进行了的计算。
5.1 闸坝基础各防渗方案计算参数
覆盖层透水性：本阶段设计院对第②层漂（块）卵（碎）石进行了4段钻孔抽水试验，平均值渗透系数为7.26×10-2cm/s，属为强透水层；第②-1层泥质粉砂层进行了1段的抽水试验，渗透系数为 1.67×10-3cm/s，属中等透水层，第③层砂质粉土，室内试验渗透系数为2.66×10-7~6.74×10-5cm/s，属微透水~极微透水；第③-1层粉质粘土室内试验渗透系数为1.55×10-6~3.74×10-6cm/s，属微透水。
基岩透水性：据钻孔的压水试验资料，弱风化岩体以弱透水层为主，仅ZK18孔深51.5~66.5m为中等透水，透水率14.71~35.12，微风化岩体以微透水为主，局部为弱透水。下闸址区岩体相对隔水层（q≤5Lu）顶板埋藏较深，分别为：左岸为2.19~33.10m，相应高程为1799.37~1761.36m；右岸大于11.90m，相应高程在1834.50以下；河中为50.10~66.00m，相应高程为1726.21~1710.51m。
计算中该坝段基础覆盖层和基岩的渗透系数根据设计院试验建议值计算，其余均参照已建或已设计工程取值，渗流计算参数见表3，其中允许坡降为设计院提供。
表3 闸坝段渗流计算参数表
5.3 闸坝基础各防渗方案渗流场及水头分布
防渗墙插入砂质粉土5m 方案典型剖面8-8渗流场及水头等值线图
图48 四种工况下的5-5剖面地下轮廓压力沿程分布比较
X(m)
Y (m )
1810
1790
1780
1770
1760
1750
1730
1720
1740
1710
1700
1800
1810
x x
xx
X(m)
H e a d (m )
-120-100-80-60-40-20020406080100120140
1700
1720
1740
1760
1780
1800
NoWall
shorten 10m Closed insert 1m
5.4 闸坝基础各防渗方案渗透坡降
图52~图96为各计算工况下闸坝段各剖面渗透坡降等值线图。各工况下，入渗点、各角隅点、出逸点、防渗墙内、防渗墙下等的渗透坡降也已列于表5~表11中。
在无防渗墙方案下，各剖面的渗透坡降等值线图示于图52~图58和表5中。
表中各角隅点位置已示于相应图中。
表6原设计方案各剖面各典型位置处的渗透坡降
图52 无防渗墙方案典型剖面2-2渗透坡降场图（库水位1797m,下游水位1774m ）
X(m)
Y (m )
渗流稳定计算
赤峰市红山区城郊乡防洪工程 5.6稳定计算 5.6.1渗流及渗透稳定计算 1）渗流分析的目的 （1）确定堤身浸润线及下游逸出点位置，以便核算堤坡稳定。 （2）估算堤身、堤基的渗透量。 （3）求出局部渗流坡降，验算发生渗透变形的可能。 概括以上分析，对初步拟定的土堤剖面进行修改，最后确定土堤剖面及主渗，排水设备的型式及尺寸。 2）渗流分析计算的原则 （1）土堤渗流分析计算断面应具有代表性。 （2）土堤渗流计算应严格按照《堤防工程设计规范》（GB50286-981）第8.1.2条及本规范附录E的有关规定执行。 3）渗流分析计算的内容 （1）核算在设计洪水持续时间内浸润线的位置，当在背水侧堤坡逸出时，应计算出逸点位置，逸出段与背水侧堤基表面的出逸比降。 （2）当堤身、堤基土渗透系数K≥10-3cm/s时，应计算渗流量。 （3）设计洪水位降落时临水侧堤身内自由水位。 4）堤防渗流分析计算的水位组合 （1）临水侧为设计洪水位，背水侧为相应水位。 （2）临水侧为设计洪水位，背水侧无水。 （3）洪水降落时对临水侧堤坡稳定最不利情况。 5）渗透计算方法 堤防渗流分析计算方法按照《堤防工程设计规范》（GB50286-98）附录E3的透水堤基均质土堤渗流计算即——渗流问题的水力学解法。
6）土堤渗流分析计算 计算锡泊河左岸（0-468）横断面，堤高 5.05米（P=2%），半支箭左岸（0+302.25）横断面，堤高6.46米（P=2%），该两段堤防均属于 2级堤防，堤防渗流计算断面采用1个断面计算即可。采用《堤防工程设计规范》中透水堤基均质土堤下游坡无排水设备或有贴坡式排水稳定渗流计算公式： T H L T H H D 88.0m k q q 11210 ++-+=）（ （E.3.1） H m m b 121+-+=）（H H L （E2.1-3） 111 1 2m m H L += ? （E2.1-4） 当K≤k 0时 h 0=a+H 2=q÷? ???? ?+++??????++++?T H a m T K H a m H m m K 44.0)(5.0)5.0()5.0(1220222 22 +H 2 ……………（E.3.2-2） 对于各种情况下坝体浸润线均可按下式确定 X=k·T '0q h y -+k ' 22 2q h y - ……………（E.3.2-6） 式中：q'= ）（021112 211 m 2m 2k h m H L h H -++-+0211010m k h m H L h H T -+-（E.3.2-7） k ——堤身渗透系数； k 0——堤基渗透系数； H 1——水位到坝脚的距离（m ）； H 2——下游水位（m ）； H ——堤防高度（m ）； q ——单位宽度渗流量（m 3/s·m ）； m 1——上游坡坡率，m 1=3.0；
渗流力学练习题+答案
《渗流力学》练习题+答案 一、名词解释 1.渗流力学：研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。 2.采油指数：单位压差下的产油量。 3.舌进现象：当液体质点从注水井沿x 方向己达到生产井时，沿其他流线运动的质点还未达到生产井，这就形成了舌进现象。 4.稳定渗流：运动要素（如速度、压力等）都是常数的渗流。 5.绝对无阻流量：气井井底压力为一个大气压时的气井产量。 6.渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。 7.多井干扰：多井同时工作时，地层各点的压降等于各井单独工作时的压力降的代数和。 8.稳定试井：通过认为地改变井的工作制度，并在各个工作制度稳定的条件下测量其压力及对应的产量等有关资料，以确定井的生产能力和合理的工作制度，以及推算地层的有关参数等。 二、填空 1.符合(流量和压差成正比)的渗流叫(线性渗流)。 2.油气储集层的特点(储容性)、(渗透性)、(比表面大)和(结构复杂)。 3.渗流的三种基本几何形式有(平面单向流)、(平面径向流)、(球形径向流)。 4.流体渗流中受到的力主要有(粘滞力)、(弹性力)和(毛细管压力)。 5.单相液体稳定渗流的基本微分方程是(02 =? p )，为(拉普拉斯型方程)。 6.单相液体不稳定渗流的基本微分方程是( 21p p t η??= ?)，为(热传导方程型方程)。 7.油井不完善类型有(打开程度不完善)、(打开性质不完善)和(双重不完善)。 8.等产量两汇流场中等势线方程为(r 1r 2=C 0)，y 轴是一条(分流线)，平衡点是指(流场中
流速为零的点)。 9.气井稳定试井时，按二项式处理试井资料时，其流动方程为(2 sc sc 2wf 2e Bq Aq p p +=-)， 绝对无阻流量表达式(B p p B A A q 2) (42 a 2e 2AOF -++-= )。 三、简答题 1.试绘图说明有界地层中开井生产后井底压力传播可分为哪几个时期？ 2.渗流速度和真实渗流速度定义。给出两者之间的关系。 渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量，A q v /=。真实渗流速度：流体通过单位孔隙渗流面积的体积流量，φφA q v /=。两者关系：φv v =?Φ 3.什么是折算压力？其公式和实质分别是什么？ 折算压力：油藏中任一点的实测压力均与油藏埋藏深度有关，为了确切的表示地下的能量的分布情况，必须把地层各点的压力折算到同一水平面上，经折算后的压力称为折算压力。公式：M M ZM D g p p ?+=ρ；实质：代表了该点流体所具有的总的机械能。 4.试绘图说明平面单向流压力消耗特点。 平面单向流：在沿程渗流过程中压力是均匀消耗的。 p p e p B L O 5.试绘图说明流变性只与剪切速率有关的纯粘性非牛顿流体的分类及其流变曲线形态。
围堰边坡稳定计算
围堰稳定性计算（示意） 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高****m , 故假定迎水面水位标高达到**m的最不利情况，还假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。 一、参数信息： 条分方法：瑞典条分法；基坑外侧水位标高：10.50m基坑内侧水位标高：5.50m 荷载参数：由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载 土层参数： 二、计算原理 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条, 不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着： 1、土条自重 2、作用于土条弧面上的法向反力 3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系 数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足》1.3 的要求。
二、计算公式： Fs= E{c i l i +[( Yh1 i + y'h2 i )b i +qb i ]cos 0i tan 由}/ H ( yh1 i + 丫 'h2i )b i +qb i ]sin 0i 式子中： Fs-- 土坡稳定安全系数； C i -- 土层的粘聚力； l i --第i 条土条的圆弧长度； Y - 土层的计算重度； B i --第i 条土中线处法线与铅直线的夹角； 咖--土层的内摩擦角； b i --第i 条土的宽度； h i --第i 条土的平均高度； hl i --第i 条土水位以上的高度； h2 i --第i 条土水位以下的高度； Y --第i 条土的平均重度的浮重度； q--第i 条土条土上的均布荷载 ;
流体力学练习题
一、选择题 1、连续介质假设意味着 B 。 （A）流体分子互相紧连；（B）流体的物理量是连续函数； （C）流体分子间有间隙；（D）流体不可压缩 2、静止流体A 剪切应力。 （A）不能承受；（B）可以承受； （C）能承受很小的；（D）具有粘性是可承受 3、温度升高时，空气的粘度 B 。 （A）变小；（B）变大；（C）不变；（D）可能变大也可能变小 4、流体的粘性与流体的 D 无关。 （A）分子的内聚力；（B）分子的动量交换；（C）温度；（D）速度梯度5、在常温下，水的密度为 D kg/m3。 （A）1 ；（B）10 ；（C）100；（D）1000 6、水的体积弹性模量 A 空气的体积弹性模量。 （A）大于；（B）近似等于；（C）小于；（D）可能大于也可能小于 7、 C 的流体称为理想流体。 （A）速度很小；（B）速度很大；（C）忽略粘性力；（D）密度不变 8、 D 的流体称为不可压缩流体。 （A）速度很小；（B）速度很大；（C）忽略粘性力；（D）密度不变 9、与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是 B （A）切应力和压强；（B）切应力和剪切变形速率； （C）切应力和剪切变形；（D）切应力和速度。 10、水的粘性随温度升高而 B （A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定 11、气体的粘性随温度的升高而A （A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定。 12、理想流体的特征是C （A）粘度是常数；（B）不可压缩；（C）无粘性；（D）符合pV=RT。 13、以下关于流体粘性的说法中不正确的是 D
（A）粘性是流体的固有属性； （B）粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度； （C）流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用； （D）流体的粘性随温度的升高而增大。 14、按连续介质的概念，流体质点是指 D （A）流体的分子；（B）流体内的固体颗粒；（C）无大小的几何点； （D）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 15、理想流体与实际流体的主要区别在于（ A ）。 （A）是否考虑粘滞性；（B）是否考虑易流动性； （C）是否考虑重力特性；（D）是否考虑惯性 16、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（D） （A）随压强增加而增加；（B）随压强减小而增加 （C）随体积增加而减小；（D）与压强变化无关 17、液体与气体都是流体，它们在静止时不能承受（C ）。 （A）重力；（B）压力；（C）剪切力；（D）表面张力 18、下列流体的作用力中，不属于质量力的是（ B ）。 （A）电磁力；（B）粘性内摩擦力；（C）重力；（D）惯性力 19、在连续介质假设下，流体的物理量（ D ）。 （A）只是时间的连续函数；（B）只是空间坐标的连续函数； （C）与时间无关；（D）是空间坐标及时间的连续函数 20、用一块平板挡水，平板形心的淹深为h c，压力中心的淹深为h D，则h c A h D。（A）大于；（B）小于；（C）等于；（D）可能大于也可能小于 21、静止流体的点压强值与 B 无关。 （A）位置；（B）方向；（C）流体种类；（D）重力加速度 22、油的密度为800kg/m3，油处于静止状态，油面与大气接触，则油面下0.5m 处的表压强为 D kPa。 （A）0.8 ；（B）0.5；（C）0.4；（D）3.9
流体力学习题及答案 第七章
7-1油在水平圆管内做定常层流运动，已知 d =75 (mm )，Q=7( litres/s )，P =800 (kg/m 3 )，壁面上T o =48 ( N/m 2 ),求油的粘性系数 V 。 答：根据圆管内定常层流流动的速度分布可得出 即卩： U m d _ 8 皿m 7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么? 答：把湍流中流体微团的脉动与气体分子的运动相比拟。 7-3无限大倾斜平板上有厚度为 h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下做定常层流运动，自 由液面上的压力为大气压 Pa ，且剪切应力为 0，流体密度为P ，运动粘性系数为V ，平板 倾斜角为 日。试求垂直于x 轴的截面上的速度分布和压力分布。 答：首先建立如图所示坐标系。 二维定常N-S 方程为: c u 丄 c u , 1 c p U ——+v ——=f e x c y d v 丄点V 上 u ——+V ——=f y cy 甘勺 易知 u =u(y )，p = p(y ), V = 0，f^ gsin 日，fy = —g cos9 ； 第七章 粘性流体动力学 其中：A 是阻力系数，并且 、64 人-—； Re U ；是平均速度，u m 3 7x10 2 =1.585( m/s )。 1 .2 0.25x3.14x0.075 一兀d 由于阻力系数Z ，因此 64 64 Pu ； 8Pu m 所以油的粘性系数为 48X0.075 8X800X1.585 = 3.55X10^( 2 (m /S )。 (-2 -2 、 c u + C u -2 - 2 W 对于如图所示的流动, r 2 列丿
两端同时积分，得到: 竺 --Zgsiney +G c y V 由于当y=h 时，— =0，即—=0，代入上式有: 列 列 1 G = — g si n 日h V 因此: 邑 JgsiMh-lgsiney by V V 即x 方向速度u 和压力p 仅是y 的函数，y 方向速度分量v = 0。 因此上式可改写为: du u ——=f x +v ,—2 次 I 冰 c 2 u 1
稳定渗流计算
5.5.6渗透和稳定性复核 5.5. 6.1石坑水陂防渗复核计算 石坑水陂基础为粘土，根据《水闸设计规范》SL265-2001“表6.0.4”知， 水平段允许渗流坡降值［J x ］=0.40，出口段允许渗流坡降值［J ］=0.70。陂前 水深： H 设 =2.66m；地基为粘土c=3；地下轮廓线最小长度［L］=c×H=3×2.66=7.98m； 附图5-4 石坑水陂防渗计算简图 a.渗透变形复核 由附图5-4地下轮廓线实际长度L=13.88m，L>［L］=7.98m，不会发生渗透变形，满足安全要求。 b.渗透稳定性复核计算 由附图5-4计算渗透压力： H 1=2.05m H 2 =1.96m H 3 =1.92m H 4 =1.85m H5=1.20m H 6 =1.06m H 7 =0.98m H 8=0.88m H 9 =0.29m H 10 =0.19m H 11 =0.11m H 12 =0.04m H 13 =0m 计算得渗透坡降： 出口 J = H 12 /L 12-13 =0.04 /0.25=0.16<［J0］=0.40 水平 Jw=（H 5 -H 12 ）/（L 5 -L 12 ）=0.50/8.00=0.06<［Jx］=0.70
石坑水陂陂基满足抗渗要求，不会发生渗透破坏。 5.5. 6.1塘村水陂防渗复核计算 塘村水陂基础为粘土，根据《水闸设计规范》SL265-2001“表6.0.4”知， 水平段允许渗流坡降值［J x ］=0.40，出口段允许渗流坡降值［J ］=0.70。陂前 水深： H 设 =2.16m；地基为粘土c=3；地下轮廓线最小长度［L］=c×H=3×2.16=6.48m； 附图5-4 塘村水陂防渗计算简图 a.渗透变形复核 由附图5-4地下轮廓线实际长度L=7.67m，L>［L］=6.48m，不会发生渗透变形，满足安全要求。 b.渗透稳定性复核计算 由附图5-4计算渗透压力： H 1=1.16m H 2 =1.07m H 3 =1.02m H 4 =0.96m H5=0.75m H 6 =0.66m H 7 =0.61m H 8=0.55m H 9 =0.19m H 10 =0.12m H 11 =0.08m H 12 =0.03m H 13 =0m 计算得渗透坡降： 出口 J = H 12 /L 12-13 =0.03/0.20=0.15<［J0］=0.40
Seep(渗流计算)-V3.0使用手册
二 四年一月 1渗流基本理论 1.1水工渗流的危害及渗流分析计算的任务 流体在多孔介质中的运动称为渗流。水是最为常见的流体，水利水电工程中由于广泛建造堤、坝、围堰、水闸等挡水建筑物形成了水头差，这些建筑物或其地基通常是透水的多孔介质，因此水工渗流现象十分普遍。 水工渗流造成多方面的危害。渗流造成水库、渠道水量损失；渗流使堤坝、围堰土体饱和，降低坝体的有效容重和抗剪强度，可能导致坝坡失稳；建筑物地基渗流对建筑物底部产生扬压力，也不利于建筑物的稳定；渗流流速过大时，还可能造成坝体或建筑物地基的土体颗粒流失，发生渗透变形，从而使堤坝崩塌或建筑物滑移、倾覆；水库渗流还可能引起下游地下水位升高，导致农田冷浸渍害、盐碱化，使作物减产；拦污坝渗流造成地下水环境污染。 水工渗流分析计算的任务就是要研究水在渗流区域的渗流流速、流量、水头分布及浸润线等，从而为采取合理的渗流控制措施提供依据，以避免或减缓渗流危害。 1.2达西定律 19世纪50年代，法国工程师亨利·达西（H.Darcy ）通过对装在圆筒中的均质砂土进行渗透试验发现，通过两个渗流断面间的平均渗流流速，正比于两断面间的水头差△h ，反比于渗径长度L ，且与土粒结构及流体性质有关。这就是著名的达西定律，可用公式表达为： kJ ds dh k L h k v =-=?-= (1.2.1) 式中h —测压管水头，g v p z h 22 αγ++=，z 为位置高度，p 为压强，γ为水的容重。因为
渗流的流速一般很小，流速水头g v 22 α可忽略，故γp z h +=。 k —反映土粒结构及流体性质的系数，即渗透系数，对于某一具体的流体（比如水）而言，k 值仅与土粒结构有关。 J —渗透坡降，ds dh J = 。 式中的负号“-”表示水总是流向水头减小的方向。 应当注意，达西定律中的流速是全断面上的平均流速v ，而不是土体孔隙中的流速, v ，这两种流速存在以下关系： ,nv v = (1.2.2) 式中n 为体积孔隙率，可见达西流速小于土体孔隙中的流速。 还应注意，达西定律只能适用于层流状态的渗流运动。在水利工程中，除了堆石坝、堆石排水体等大孔隙介质中的渗流为 流之外，绝大多数渗流都属于层流，达西定律都可适用。对于非层流渗流，其流动规律可用以下公式形式表达: m kJ v 1 = （1.2.3） 上式中当m=1时，为层流渗流；当m=2时，为完全紊流渗流；当1＜m ＜2时，为层流到紊流的过渡区。 将式（1.2.1）等号两边向x 、y 、z 轴投影，便得到空间直角坐标系中的达西公式： x x x x J k x h k v =??-= y y y y J k y h k v =??-= （1.2.4） z z z z J k z h k v =??-= 1.2.3渗流运动连续性方程
渗流力学例题精解
第一章渗流的基本概念和基本规律 1、某井油层中部海拔-940m，油水界面海拔-1200m，地层原油密度0.85g /cm3，实测油层中部压力为9.9MPa(表压)，求折算到原始油水界面的折算压力。 解：标高z=1200-940=260m 油的密度ρ=0.85g/cm3=850kg/m3 Pr＝9.9×106+850×9.8×260＝12.07×106Pa＝12.07MPa 则油层中部压力折算到原始油水界面的折算压力为12.07MPa。 2、某油田一口位于含油区的探井，实测油层中部原始地层压力为9MPa，油层中部海拔为-1000m；位于含水区的一口探井实测油层深部原始地层压力为1.17MPa，地层中部海拔为-1300m，原油密度0.85，地层水密度1，求该油田油水界面海拔。 解：开发初期可认为油藏各点折算压力相等。油藏示意图如右图所示。 由，得 将等已知数据代入，可得 答：该油田油水界面海拔为1163m。 3、实验测定岩心渗透率，岩心半径为1cm，长度为5cm，用粘度为1的 解：本题为达西定律的应用题，据达西定律可求解产量、压力、渗透率等参数。 由 另可得岩心的渗透率为
4、管状地层模型中通过的流量为12cm3/min，模型直径为2cm，实验液体粘度为9， 。 解：渗流速度真实速度 5、管状地层模型中通过的流量为12cm3/min，模型直径为2cm，实验液体粘度为9， 。 解：雷诺数，所以该渗流没有破坏线性关系。 第二章油气渗流的数学模型 1、渗流数学模型的一般结构是什么？ 用数学语言综合表达油气渗流过程中全部力学现象和物理化学现象的内在联系和运动规律的方程式（或方程组），称为“油气渗流的数学模型”。一般结构是： (l)运动方程（所有数学模型必须包括的组成部分）。 (2)状态方程（在研究弹性可压缩的多孔介质或流体时需要包括）。 (3)质量守恒方程（又称连续性方程，它可以将描述渗流过程各个侧面的诸类方程综合联系起来，是数学模型必要的部分）。 以上三类方程是油气渗流数学模型的基本组成部分。 (4)能量守恒方程（只有研究非等温渗流问题时才用到）。 (5)其它附加的特性方程（特殊的渗流问题中伴随发生的物理或化学现象附加的方程。如物理化学渗流中的扩散方程等）。 (6)有关的边界条件和初始条件（是渗流数学模型必要的内容） 2、在渗流力学中，质量守恒定律(又称连续性原理)是指地层中任一微元体，若没有源汇，则包含在微元体封闭表面内的液体质量变化应等于同一时间间隔内液体流入质量与流出质量之差。 3、试推导油、气、水三相同时渗流时的连续性方程和数学模型，假设气只可溶解在油中。
2土坝渗流计算
2 土坝渗流计算 2.1 基本资料 鱼山水库现有主坝一座，副坝三座。本初设阶段采用的计算断面及有关指标皆采用广东省水利水电科学研究所勘测设计室二OO一年五月编写的《新会市鱼山水库土坝工程地质勘探报告》(附件二)的钻探及试验成果进行计算，其中C、φ值采用小值平均值，γ湿、γ干、γ浮值采用算术平均值，土坝渗透系数基本采用现场注水试验的平均值，其渗透系数及物理指标值见表2-1。 土坝渗透系数及物理指标表 表中固结慢剪的强度值是按《广东省水利水电》(2000年第2期)的成果对比；固结快剪C值比慢剪大4KPa左右，φ值比慢剪小2.5°左右，进行换算。
主坝、牛场副坝、蝴蝶山副坝和马罗山副坝现状断面的稳定渗流计算在安全鉴定阶段已验算，并通过水利厅审批。其成果见表2-2。 土坝现状断面稳定渗流计算成果表 表中实测渗流量是2001年9月11日库水位为28.05m（最接近正常水位，其它实测库水位均在正常水位以下）时的实测渗流量。 2.2 土坝渗流计算 渗流计算参考华东水利学院主编的《水工设计手册》第三卷及《渗流计算分析与计算》（中国水利水电出版社，毛昶熙，2003）。 2.2.1 稳定渗流计算 根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的第8.1.2条规定，结合本工程考虑以下计算工况： （1）、上游正常水位（28.08m）与下游相应最低水位（无水）； （2）、上游设计洪水位（29.40m）与下游相应的最低水位（无水）。
按上两种水位组合情况进行稳定渗流计算。由于校核洪水位历时较短，未能形成稳定渗流，故不按此种情况进行复核计算。主坝及各副坝选取最大断面进行稳定渗流计算。主坝最大断面为0+180，由于主坝在桩号0+050～0+090处坝坡渗漏严重，故多取0+090断面进行渗流计算，牛场副坝最大断面为0+100，蝴蝶山副坝最大断面为0+080，马罗山副坝最大断面为0+240，详见各坝最大加固断面图（附图1.1～1.5）。 2.2.2 非稳定渗流计算 根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的第8.1.2条规定，结合本工程考虑下列水位组合情况： （1）、库水位从设计洪水位（29.40m）降落到死水位（17.83m）； （2）、库水位从正常水位（28.08m）降落到死水位（17.83m）。 主坝及各副坝选取最大断面进行非稳定渗流计算，水位降落曲线在安全鉴定阶段已计算，相应于设计洪水位及正常水位的库水位下降速度分别为0.50m/d及0.46m/d，1/10＜k/μV＜60，属于缓降情况，各时段的浸润线位置需由计算确定。库水位降落曲线成果见表2-3。 2.3 渗流计算成果 渗流计算采用北京理正软件设计研究所《渗流分析软件》（3.51版）进行。稳定渗流计算过程详见附录1（1.1～1.2）, 计算结果图详见附图2（2.1～2.5）；非稳定渗流计算过程详见附录2（2.1～2.2），计算结果图详见附图3（3.1～3.5），本附录只附主坝0+180断面的计算过程。渗流量计算成果见表2-4。
围堰计算书
工程设计证书号：A132019934 金庭环岛路B取土区 施工围堰 计算报告 江苏宏鑫路桥建设有限公司 2012年02月
目录 1 工程概况 (1) 2 计算依据 (1) 3 设计条件 (1) 4 钢桩嵌固深度计算 (3) 5 排桩结构内力计算 (5) 6 围堰挡水的整体抗滑稳定计算 (5) 7 土堤坝边坡抗滑稳定计算 (6)
1 工程概况 本工程围堰是以钢排桩为骨架、结合土堤坝的复合挡水结构型式。依据相关资料，分别复核验算了钢管（板）桩嵌固深度，钢排桩结构内力，围堰挡水的整体稳定性，土堤坝边坡稳定和渗透稳定性。 2 计算依据 （1）围堰设计图 （2）岩土工程勘察报告 （3）建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99 （4）水电水利工程围堰设计导则DL/T 5087-1999 （5）堤防工程设计规范GB50286-98 3 设计条件 工程等别及标准 按照中华人民共和国能源部水利部《水利水电工程施工组织设计规范SDJ338-89(试行)》的有关规定，本取土工程的围堰工程级别，根据工程保护对象、失事后果、使用年限和工程规模确定。考虑到本工程的保护面积较大；使用年限一般在1年左右，跨越1个主汛期；围堰一旦失事，将直接影响取土工程和周边沿湖工程的工期，围堰修复及产生的排水费用也较大等情况，本工程围堰建筑物级别选为Ⅳ级。 根据规范，对应本围堰建筑物的类型和级别，设计洪水位标准可取10年一遇洪水即2.37m。。 本工程区地震基本烈度Ⅵ度。 围堰断面 围堰顶高程、顶宽确定
⑴顶高程 堰顶高程按设计水位加风壅水高加设计波浪爬高和安全超高确定。 设计水位：2.37m。 设计风速取8级风（17.9m/s） 安全超高：按照《施工组织设计规范》的规定，Ⅳ级建筑物，安全超高值为0.5m。 A区围堰： 风壅水高及波浪爬高：工程区主风向为东南风，风区长度约5km；堰坡为土坡，坡比为2.5，水域平均水深取1.50m。经核算风壅水高0.20m，波浪爬高为0.97m， 围堰顶高程=2.37+0.20+0.97+0.5=4.04m，设计围堰顶高程为4.10m。 B区围堰： 风壅水高及波浪爬高：工程区主风向为西风及西北，风区长度约35km；堰坡为土坡，坡比为2.5，水域平均水深取1.50m。经核算风壅水高0.71m，波浪爬高为1.03m， 围堰顶高程=2.37+0.69+1.03+0.5=4.59m，设计围堰顶高程为 4.60m。 ⑵顶宽 围堰堰顶宽度按满足施工、维护和防汛等要求，并根据类似工程围堰的施工经验，钢板桩围堰顶宽取5m。 根据江苏苏州地质工程勘察院提供的《吴中区金庭环岛路A B取土区围堰独工程地质勘察报告》和工程经验，各土层的物理力学指标及结构参数见表1。
渗流力学复习题
油气渗流力学复习资料（成教高起专） 一、名词解释 1. 渗流力学：研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。 2. 多孔介质：含有大量任意分布的彼此连通且形状各异、大小不一的孔隙的固体介质。 渗流——流体通过多孔介质的流动。 3. 连续流体：把流体中的质点抽象为一个很小体积中包含着很多分子的集合体，质点中流体的性质与周围质点中的流体性质成连续函数关系。 4. 连续多孔介质：把多孔介质中的质点抽象为一个很小体积单元，该体积单元的介质性质与周围体积单元中的介质性质成连续函数关系。 5. 连续介质场：理想的连续多孔介质及其所包含的连续流体的整体系统。 6.“点源”：向四周发散流线的点。“点汇”：汇集流线的点。 7. 汇源反映法：对于直线供给边缘以镜像等产量“异号像井”的作用来代替直线供给边缘的作用的解题方法。 8. 汇点反映法：以等产量，对称“同号镜像井”的作用代替封闭断层作用的解题方法。 9. 拟稳定流：油井以定产量生产，当压力波传播到封闭边缘以后，供给边缘压力下降速度与井底及地层内各点的压力下降速度相等，且为一常数的一种流动状态。 10. 活塞式水驱油：就是假定水驱油过程中存在一个明显的油水分界面，前油后水，中间不存在油水过渡（或混相）区油水分界面像活塞端面一样向前移动。 11. 非活塞式水驱油：实际水驱油过程，不存在明显的油水分界面，而是一个“两相区”；同时水区有残余油，油区有束缚水。 12. 溶解气驱：当井底压力或平均地层压力低于饱和压力时，油流入井主要是依靠地下油分离出的天然气的弹性作用的一种开采方式。 13. 原始溶解油气比（Rsi）：单位体积（重量）的地面标准状态下的原油在原始地层压力下，所溶解的天然气在标准状态下的体积。 14. 生产油气比（R）：油井生产时，在地面标准状态下，每采出1吨（m3）原油时，伴随采出的天然气量。 15.采油指数：单位压差下的产油量。 16.舌进现象：当液体质点从注水井沿x方向（主流线）己达到生产井时，沿其他流线运动的质点还未达到生产井，这就形成了舌进现象。 17. 稳定渗流：运动要素（如速度、压力等）都是常数的渗流。 18. 渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。 19. 多井干扰：多井同时工作时，地层内各点的压降等于各井单独工作时的压力降的代数和。 20. 稳定试井：通过人为地改变井的工作制度，并在各个工作制度稳定的条件下测量其压力及对应的产量等有关资料，以确定井的生产能力和合理的工作制度，以及推算地层的有关参数等的方法。 21. 折算压力：假想油藏为静止状态，油藏内任意一点的实测压力与该点相对于选定海拔平面的液柱压力之和。 22. 质量守恒定律：在地层中任取一微小的单元体，在单元体内若没有源和汇存在，则包含在微元体封闭表面内的液体质量变化应等于同一时间间隔内液体的流入质量与流出质量之差。
用手算方法计算均质土坝渗流稳定
某水库均质土坝渗流稳定计算 1．渗流允许坡降（J 允 ） 对粉质黏土，可按下式计算： J 允(1)(1)/w G n c K γ--+= 式中 G —土粒比重，取2.73； n —土的孔隙率；/(1)n e e =+=0.849 /（1+0.849）= 0.4592； c —土的黏聚力，取7.0 kPa ； w γ—水的重度，取10 kN/m 3； K —安全系数，取2.0。 经计算得J = 0.818。 2．渗流计算方法 根据地质勘察报告，坝基部位土层的渗透系数均小于 1.64×10-6 cm/s ，属于弱～微透水层，可以认为本工程坝基为不透水地基。 本设计按均质坝、不透水地基、下游无排水设备进行计算，稳定渗流期计算简图如图1： 图1 某水库稳定渗流期计算简图（无排水设备）
稳定渗流期计算公式如下： 221201200 020211()(1)2()sin (1ln )(2) () (3)(4) 21H H a q k H s H a q ka a s L m a H m m λβλ?-+=?+? ?+=+?? ?=-+? ?=?+? 式中 q —单位渗流量，m 3/s ·m ； k —渗透系数， 取坝体平均渗透系数6.43×10-5cm/s （0.0556m 3/d ）； 1H —上游水深，m ； 2H —下游水深，取7.45m ； 1m —上游坡比，取2.0； 2m —下游坡比，取2.0； 0a —下游水位以上出逸点高度，m ； β— 下游坝坡坡角，sin β=。 浸润线方程为： 2212q y H x k =- 渗流计算可采用迭代方法求解，即先假设一个0a 值，然后判断式（1）与式（2）计算结果是否相等。此方法在手算时比较烦琐，为此，将上述公式进行变换。先将式（3）、式（4）代入式（1），并令式（1）= 式（2），经化简后成为一单变量0a 的非线性方程，即： 2210000100(0.90)0.90()1ln (5)46.4 2.445H a a f a a H a a ? ?-++=-+ ? --??
围堰稳定性计算
围堰稳定性计算 本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高37.5m，故假定水位标高达到37.5m的最不利情况，还假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。 一、参数信息: 条分方法：瑞典条分法； 坝高高程36m，坝顶宽7m，坝坡为1:3； 填筑土料为中粉质壤土，土料指标为：φ=20.1，c=15kpa，湿重度γm=19.5kn/m3，浮重度γ' =10.5kn/m3，饱和重度γsat=20.5kn/m3。 由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载 二、计算原理: 根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着： 1、土条自重， 2、作用于土条弧面上的法向反力， 3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。 示意图 水位
三、计算公式: K=(∑W i2cosa i tgФi+∑C i l i/b)/∑W i1sina i 式子中： K --土坡稳定安全系数； c i --土层的粘聚力； l i--第i条土条的圆弧长度； γ --土层的计算重度； θi --第i条土中线处法线与铅直线的夹角； φi --土层的内摩擦角； b i --第i条土的宽度； h i --第i条土的平均高度； h1i --第i条土水位以上的高度； h2i --第i条土水位以下的高度； γ' --第i条土的平均重度的浮重度； q --第i条土条土上的均布荷载； 四、稳定计算 根据上述原理按一定比例画出坝体横剖面图，采用列表的方法进行计算 1、按一定比例绘出坝体横剖面图。 2、确定危险滑弧圆心的范围，详图附后。 3、心o1的铅垂线作为0号土条的中线，向左右两侧量取土条，以左的编号为1，2， 3，4，5；以右的编号为-1，-2，各土条的sina i和cosa i值填入计算表中。 4、量出个土条中心线的各种土体高度h1，h2，等公式所需条件。 5、计算各土条的重量。 计算：tanφ=tan20.1°=0.3819；弧长∑l i=πR/180×θ=3.14×36.5÷180×54=34.383m。 6、将有关数据代入公式计算，求坝坡的稳定安全系数为。
围堰边坡稳定渗流计算书
目录 1.计算总说明............................... ..................... .. (2) 2.设计基本资料...................... ..................... . (3) 3.计算过程 (4) 4.计算结果分析与结论...................... ..................... . (5)
1、计算总说明 1.1 计算目的与要求 施工单位对充（吹）填砂取样实验，充（吹）填砂的内摩擦角与原设计计算采用的数值有差异，需用施工单位现场的实验数值对围堰边坡稳定计算进行复核。 根据充（吹）填砂施工单位实验数值，充（吹）填砂采用水下摩擦角16°，水上摩擦角20°进行边坡稳定复核。 由于东、西岸围堰设计断面一致，基础均为中、粗砂，可以采用东、西岸围堰最大断面进行复核，即东岸围堰6-6断面。 1.2 主要计算原则和方法 从受力性能上说，袋装砂实质上是一种加筋土坝。 计算采用瑞典圆弧法。计算采用北京理正边坡稳定分析软件6.0版，边坡稳定分析采用凝聚力C p 模型计算。 p C 式中，C p ——拟凝聚力，R f ——单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材
的极限抗拉强度；S y——土工合成材料层间距；K p——被动土压力系数。 单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材的极限抗拉强度为30kn。施工时，根据实际水位，水上土工合成材料层间距为0.7m，水下土工合成材料层间距0.5m，为简化计算，水上、水下土工合成材料层间距均按0.7m计。砂的内摩擦角水上水下统一按16度计。 C p=30*1.33/2*0.7=28.5kpa。 1.3 主要计算内容 根据GB50286-2013《堤防工程设计规范》，抗滑稳定计算分为正常运用条件和非常运用条件。 正常运用条件计算工况如下： 1）临水侧为设计洪水位和防洪高水位，稳定渗流期的背水侧堤坡的稳定； 2）设计洪水位和防洪高水位骤降期，临水侧堤坡的稳定。 非常运用条件计算工况包括： 1）施工期的堤坡稳定； 2）多年平均水位时遭遇地震的堤坡稳定。 由于堰基基本没有淤泥质类软土以及施工期堰身内外水位基本平衡，故不进行施工期的边坡稳定验算。本工程区地震基本烈度小于Ⅵ度，不进行地震时的堰坡稳定分析。因此，仅计算正常运用条件下的边坡稳定。 根据地形、地质条件、堰身断面情况选取典型断面进行围堰抗滑稳定分析计算。依据SL/T225-98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》规定，土工织物与土之间的摩擦角φsg可取土料内摩擦角φ的2/3。 2 设计计算基本资料
渗流力学试题一
《渗流力学》试题一 一填空题（本大题20分，每空1分） 1 油气储集层。 2 油气储集层的特点、、和。 3 流体渗流中受到的力主要有、和。 4 单相液体稳定渗流的基本微分方程是，为型方程。 5 油井不完善类型有、和。 6 等产量两汇流场中等势线方程为。y轴是一条。平衡点是指。 7 油气两相渗流中拟压力函数H的表达式为：，其物理意义：。 8 气井稳定试井时，按二项式处理试井资料时，其流动方程为， 绝对无阻流量表达式。 二简答题（本大题30分，每小题3分） 1 试绘图说明有界地层中开井生产后井底压力传播可分为哪几个时期？ 2 试说明溶解气驱油藏气油比变化的特点。 3 渗流速度和真实渗流速度定义。给出两者之间的关系。 4 试绘图说明流变性只与剪切速率有关的纯粘性非牛顿流体的分类及其流变曲线形态。 5 什么是折算压力？其公式和实质分别是什么？ 6 写出导压系数的表达式。导压系数物理意义是什么？ 7 试绘图说明平面单向流和平面径向流的压力消耗特点。 8 说明井干扰现象及其实质。
9 什么是稳定试井？指示曲线的用途是什么？ 10 说明水驱油的活塞式和非活塞式驱动方式各自的特点。 三（本大题10分） 长为1 m的岩心，横截面积为4 cm2，渗透率为2.5×10-12 m2，通过液体的粘度为1 cp，流量为4 cm3/min，则需要在模型两端建立多大的压差？ 四（本大题10分） 某井在生产过程中产量变化如第四题图所示，试推导t2时刻井底压力公式。 五（本大题10分） 一均质地层中有一供给边界和一条断层相交成90°，中间为一口生产井，如第五题图所示。已知地层厚度为h，渗透率为k，液体的粘度为μ，井筒半径为r w，井底压力为p wf，供给边界压力为p e。试导出该井的产量公式。 (第四题图) (第五题图) 六（本大题10分） 根据生产气油比定义推导生产气油比公式。 七（本大题10分，每小题5分） 实验室有一地层模型，如第七题图所示。 1 导出其流量计算公式； 2 画出压力分布曲线示意图，并说明理由。
渗流分析 稳定计算 理正
理正软土地基堤坝设计软件 计算项目：简单软土地基堤坝设计 1 计算时间： 2014-08-17 10:01:01 星期日 ============================================================================ 原始条件: 计算目标: 只计算稳定 堤坝设计高度: 10.000(m) 堤坝设计顶宽: 4.000(m) 竣工后左侧工作水位高: 9.000(m) 竣工后右侧工作水位高: 0.000(m) 竣工后经过 2.000 个月注水到工作水位 堤坝左侧坡面线段数: 1 坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 1 20.000 10.000 堤坝右侧坡面线段数: 1 坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 1 20.000 10.000 工后沉降基准期结束时间: 2(月) 荷载施加级数: 1 序号起始时间 (月) 终止时间(月) 填土高度(m) 是否作稳定计算 1 0.000 6.000 10.000 否 堤坝土层数: 1 超载个数: 1 层号层厚度(m) 重度(kN/m3) 饱和重度(kN/m3) 内聚力(kPa) 内摩擦角(度) 水下内聚力(kPa) 水下内摩擦角(度) 1 10.000 14.000 18.500 25.000 20.000 20.000 15.000 超载号定位距离(m) 分布宽度(m) 超载值(kPa) 沉降计算是否考虑稳定计算是否考虑 1 4.000 12.000 80.000 否是 地基土层数: 1 地下水埋深: 1.000(m) 层号土层厚度重度饱和重度地基承载力快剪C 快剪Φ 固结快剪竖向固结系水平固结系排水层 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (kPa) (度) Φ(度) 数(cm2/s) 数(cm2/s)
渗流计算
4.2.3.2 闸基渗流计算 1、渗流计算的目的和计算方法 计算闸底板各点渗透压力，验算地基土在初步拟定的底下轮廓线下的渗透稳定性。计算方法有直线的比例法、流网法和改进阻力系数法，由于改进阻力系数法计算结果精确，因此采用此法进行渗流计算。 1）用改进阻力系数法计算闸基渗流 （1）地基有效深度的计算 根据 S L 与5比较得出，0L 为地下轮廓线水平投影的长度，为33m ；0S 为地下轮廓线垂直投影的长度，为7m 。则 571.47 3300<==S L ，所以地基有效深度m S L L T e 29.1726.150 =+= 。 （2）分段阻力系数的计算 为了计算的简便，特将地下轮廓线进行简化处理，通过底下轮廓线的各角点和尖端将渗流区域分成8个典型段，如图4.2.3.2-1所示。其中Ⅰ、Ⅷ段为进口段 和出口段，用公式441.0)(5.123 0+=T S ζ计算阻力系数，Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ段为内部 垂直段，用公式)1(4 ln 2 T S ctg y - =π π ζ计算阻力系数，Ⅲ、Ⅵ段为水平段，用公式T S S L x ) (7.021+-= ζ计算阻力系数。其中21,,S S S 为板桩的入土深度，各典型 段的水头损失按公式∑=?=n i i i i H h 1 ξ ξ计算，对于进出口段的阻力系数修正，按公式 0'' 0h h β=，式中)059.0(2)(12121.1' 2''+?? ????+- =T S T T β，0' )1(h h β-=?计算，其中' 0h 为进出口段修正后的水头损失值，0h 为进出口段损失值，'β为阻力修正系数， 当0.1'≥β时，取0.1'=β，'S 为底板埋深与板桩入图深度之和，' T 为板桩另一侧
渗流力学习题答案1-7章
一、 公式推导 1、均质水平圆形地层中心一口生产井，油井以定产量q 生产，已知井折算半径r we ，边界压力p e ，地层厚度h ，若在r e 到r 1（地层中某点）之间服从线性渗流规律，r 1到r we 之间服从二项式非线性渗流规律（ 2dp v v dr K μ βρ=+，v —渗流速度），求井底压力p wf 的表达式。 2αρννμ +=K dr dp 2 [ ()]22e e wf we p r p r q q dp dr K rh rh μ αρππ=+? ? 11221211111ln 2222e we r r e wf r r we e r q q q q p p dr dr Kh r h r Kh r h r r μαρμ αρππππ??-=+=+-?? ??? 2、均质水平等厚圆形地层中有一口完善生产油井以定井底压力p wf 生产，地层流体向井的流动服从达西定律且呈稳定渗流，已知油井半径r w ，供给边界半径r e ，供给边界压力p e ，地层厚度h ，地层流体粘度为K ，地层流体粘度为μ。请导出油井产量的表达式。 渗流 0122=+ dr dp r r d p d 转换 0)(1=dr dp r dr dp r 积分 1C dr dp r = 分离变量 dr r C dp 1 1= 21ln C r C p += 带入初始条件 21ln C r C p e e += 21ln C r C p w w += 联立求得 r r r r p p p p e w e w e e ln ln -- = 求导 r r r p p dr dp w e w e 1ln -= 带入达西表达式 r r r p p K v w e w e 1 ln -= μ 产量表达式 rhv Av q π2==