土石坝渗流研究综述
4(2)土石坝(：渗流分析)
渗流分析过程及结果
分析方法
计算模型
采用数值计算方法进行渗流分析，包括有限 元法、有限差分法等
根据实际工程地质条件，建立计算模型，包 括坝体、坝基、库岸等
分析参数
分析结果
根据工程实际情况，确定渗流参数，如渗透 系数、孔隙率等
根据计算分析，得出渗流场分布、渗透流量 及坝体浸润线等结果
渗流分析及解决方案
边界元法
利用数值计算方法对计算区域 的边界进行求解，得出浸润线
和渗透流量等成果。
物理模型试验方法
缩尺模型法
根据相似原理，将实际工程缩尺成模型进行试验，以得出浸润线和渗透流量 等成果。
离心模型法
利用离心机进行模型试验，以得出浸润线和渗透流量等成果。
经验公式法
查图表法
根据工程地质和水文地质条件，查用图表或经验公式进行计算。
的可行性和实用性。
研究还发现，土石坝渗流场的分布与 诸多因素有关，如坝体材料、结构形 式、运行水位、地质条件等，这些因 素需要在进行土石坝设计和运行时给
予充分考虑。
土石坝渗流分析的不足与挑战
尽管本次研究取得了一定的成果，但仍存在一些不足之处 。例如，数学模型仅考虑了理想情况下的渗流场分布，实 际应用中还需对复杂的地质条件和施工条件进行深入研究 。
4(2)土石坝渗流分析
xx年xx月xx日
contents
目录
• 引言 • 土石坝概述 • 渗流基本理论 • 土石坝渗流分析方法 • 工程实例 • 结论与展望
01
引言
工程项目背景
该工程项目属于国家重大水利工程，位于某流域，旨ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ提高 该地区的防洪能力，改善水资源利用状况，促进当地经济发 展。
该工程项目的建设规模较大，涉及多个建筑物和设施，其中 最为核心的是土石坝。
第四节 土石坝的渗流分析
第四节土石坝的渗流分析
一、渗流的概念：水库蓄水后，由于上下游水位差的关系，水流会通过坝体土粒之间的空隙从上游向下游流动。
图6-13 渗流示意图
二、渗流分析的目的：
（1）确定坝体内浸润线的位置；
（2）确定坝体及坝基的渗流量，以估算水库的渗漏损失；
（3）确定坝体和坝基渗流逸出区的渗流坡降，检查产生渗透变形的可能性；
（4）为坝体稳定分析和布置观测设备提供依据。
常用的渗流分析方法：流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法。
三、渗流基本方程
土坝渗流为层流，因此满足达西定律(Darcy’s Law), 渗流区内任一点势函数应满足拉普拉斯方程：
k x, k y——分别为x, y方向的渗透系数
对于简单的边界条件，上述方程能解，复杂边界条件，需借助数值方法。
四、渗流的水力学问题
假设: 均质, 层流, 稳定渐变流.
应用达西定律，并假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等，对不透水地基上的矩形土体，流过断面上的平均流速为：
单宽流量：
图6-14 不透水地基上矩形土体的渗流计算图
自上游向下游积分：
自上游向区域中某点（x,y）积分，得浸润线方程：
图6-15 土坝浸润线示意图五、流网法
图6-16 流网的绘制。
土石坝渗流分析
20.03.2020
2
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。
11
抛物线通过E(x=0,y=H1),代入可得
L H12 he2 2he
he L2H12 L
代入流量公式，可得单宽流量：
q k(H12 He2) 2L
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③下游棱体排水
当下游无水时和褥垫式相同，下游有水时，可将下游水
面以上部分按照无水情况处理。
he L2(H1t)2L
qk[H12het2]
q1kc2H 1 s2 ih n2 kcH 1hT q2kh22－ L1t2 L k T0 h.4 tT 4T
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公式计算时，可作如下简化： 渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，采 用加权平均渗透系数； 双层结构坝基，如下卧土层较厚，且渗透系数小于 上覆土层渗透系数的1/100，可将下层视为相对不透水 层； 当透水层坝基深度大于建筑物不透水层底部长度的 1.5倍以上时，可按无限深透水层情况估算。
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。
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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。
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土石坝的静力分析-渗流
定律
水 力 坡 降 1.5 1.0 达西定律 0.5 00 0.5 1.0 1.5 2.0
Re =
v d10 = 1 ~ 10 ν
2.0 2.5 (m/h) v
v v
i
i0
i
i
达西定律的适用范围
设水头函数为: H = z + 则对各向异性介质有:
p γ
(4)
H H H k xy k xz x y z H H H v y = k yx k yy k yz x y z H H H v z = k zx k zy k zz x y z v x = k xx
土石坝的静力分析
岩土工程研究所 张丙印
一,综述 土石坝静力分析的内容 二,土石坝的渗流分析 达西定律 渗流的运动方程 渗流计算的有限元方法 边界条件的处理 三,岩土材料的本构模型 岩土材料变形的本质和特点 非线性弹性模型 弹塑性模型简介 四,土石坝的非线性变形分析 非线性数值方法 接触面单元 土体非线性分析中的几个问题
H H H H H H + 2 k xy + 2 k yz + 2 k zx x y y z z x Q H} dx dy dz + ∫∫ v n H ds
2
(14)
其中,函数H(x,y,z)在边界1上应满足h = h0(x,y,z).
在二维的情况下有:
2 H 1 H I( H ) = ∫∫ k xx + k yy y 2 x S 2
渗流的运动方程和边界条件
A
x S
小球到达P点时, 失去的势能 y = f(x) 获得的动能 mgy 1 m v2 2
y
P v B(xB,yB)
1 m v2 2
土石坝的流固耦合渗流研究综述
土石坝的流固耦合渗流研究综述作者：覃红玲付俊峰王海军来源：《科技创新与应用》2015年第34期摘要：流固耦合仍是目前很多领域研究的热点和难点，文章根据前人的研究，对土石坝流固耦合渗流的原理、基本方程、分析方法及研究进展进行总结，并对流固耦合渗流问题的未来发展前景作了展望。
关键词：渗流；流固耦合；耦合分析；有限元；数学模型引言土石坝是由土料、石料或混合料经抛填碾压填筑而成的挡水坝，其自身有显著的内部孔隙，从渗流特性来说，属于多孔介质。
大坝在挡水过程中，上下游形成水头差，在水头差的作用下，坝体会形成稳定的或不稳定的渗流场。
由此可知，研究土石坝首先要考虑渗流对其的影响。
目前，土石坝渗流的计算研究方法日趋成熟。
从理论上来讲，求解土石坝渗流的基本方程、渗流场水头分布以及渗流量和渗流水力坡降一般要在已知初始条件和边界条件下才能求解[1]。
常用的渗流计算方法有流体力学解法、水力学解法、图解法等近似计算方法。
应用较为成熟的是水力学解法，其基本要点是达西定律和杜布依假定。
近代计算机的发展和应用，使得数值计算方法（限差分法、有限单元法、边界元法等）在渗流分析计算中得到广泛的应用和完善，同时，有了计算机为依托，土石坝渗流可通过软件编写程序在计算机上模拟出来。
土石坝渗流的分析中，人们大多是将渗流场与应力场分开进行的。
近些年来，学者们通过研究及对工程实例的分析，得出坝体中的渗流和应力之间是相互耦合的，渗流场或是应力场单方面的考虑都不能切实客观的反映实际渗流和应力的状态。
李宗坤[2]、苗丽[3]（2009，2011）等利用有限元分析软件ABAQUS对土石坝进行流固耦合分析，其结果表明了坝体中的流固耦合作用不容忽视，考虑渗流与应力耦合作用将对土石坝的稳定性有着至关重要的影响。
1 概述1.1 土石坝渗流流固耦合原理土石坝渗流场和应力场之间是相互作用及相互影响的。
一方面，渗流体积力和渗透压力随着渗流场的改变而改变，同时使作用在坝体的外荷载发生变化，从而改变了坝体应力场的分布；另一方面，体积应变随着应力场的改变而改变，同时使坝体各部位的孔隙率发生变化，渗透系数也随之变化，从而改变坝体渗流场的分布。
土石坝的流固耦合渗流研究综述
土石坝的流固耦合渗流研究综述流固耦合仍是目前很多领域研究的热点和难点，文章根据前人的研究，对土石坝流固耦合渗流的原理、基本方程、分析方法及研究进展进行总结，并对流固耦合渗流问题的未来发展前景作了展望。
标签：渗流；流固耦合；耦合分析；有限元；数学模型引言土石坝是由土料、石料或混合料经抛填碾压填筑而成的挡水坝，其自身有显著的内部孔隙，从渗流特性来说，属于多孔介质。
大坝在挡水过程中，上下游形成水头差，在水头差的作用下，坝体会形成稳定的或不稳定的渗流场。
由此可知，研究土石坝首先要考虑渗流对其的影响。
目前，土石坝渗流的计算研究方法日趋成熟。
从理论上来讲，求解土石坝渗流的基本方程、渗流场水头分布以及渗流量和渗流水力坡降一般要在已知初始条件和边界条件下才能求解[1]。
常用的渗流计算方法有流体力学解法、水力学解法、图解法等近似计算方法。
应用较为成熟的是水力学解法，其基本要点是达西定律和杜布依假定。
近代计算机的发展和应用，使得数值计算方法（限差分法、有限单元法、边界元法等）在渗流分析计算中得到广泛的应用和完善，同时，有了计算机为依托，土石坝渗流可通过软件编写程序在计算机上模拟出来。
土石坝渗流的分析中，人们大多是将渗流场与应力场分开进行的。
近些年来，学者们通过研究及对工程实例的分析，得出坝体中的渗流和应力之间是相互耦合的，渗流场或是应力场单方面的考虑都不能切实客观的反映实际渗流和应力的状态。
李宗坤[2]、苗丽[3]（2009，2011）等利用有限元分析软件ABAQUS对土石坝进行流固耦合分析，其结果表明了坝体中的流固耦合作用不容忽视，考虑渗流与应力耦合作用将对土石坝的稳定性有着至关重要的影响。
1 概述1.1 土石坝渗流流固耦合原理土石坝渗流场和应力场之间是相互作用及相互影响的。
一方面，渗流体积力和渗透压力随着渗流场的改变而改变，同时使作用在坝体的外荷载发生变化，从而改变了坝体应力场的分布；另一方面，体积应变随着应力场的改变而改变，同时使坝体各部位的孔隙率发生变化，渗透系数也随之变化，从而改变坝体渗流场的分布。
土石坝渗流分析范文
土石坝渗流分析范文土石坝是一种以土石材料为主要构建材料的坝体结构。
在水库工程中，土石坝是常见且重要的一种坝型。
为了确保土石坝的安全运行，需要对其渗流特性进行研究和分析。
本文将介绍土石坝的渗流分析方法和关键因素，并提出一些改进建议。
渗流是流体通过孔隙介质的过程，土石坝的渗流问题是指水从坝底或坝体渗透、穿透到坝体下游的行为。
对这种渗流行为进行分析，可以帮助我们了解土石坝内部水流的路径、速度和压力变化等重要参数，从而为工程设计提供依据。
需要注意的是，土石坝的渗流行为与坝体的材料性质、坝体结构、坝中水流条件以及渗透压力等多个因素有关。
因此，在进行渗流分析时需要考虑以下几个关键因素：1.材料性质：土石坝的渗透性主要取决于其材料的孔隙性质和渗透系数。
通常情况下，通过实验测定的材料渗透系数可用于渗流模型分析。
2.坝体结构：土石坝的结构类型可以分为心墙坝、重力坝和填料坝等。
不同结构类型的渗流行为有所不同。
在渗流分析中需要对坝体结构进行合理的几何划分和边界条件设定。
3.坝中水流条件：坝中水流条件是指坝体内部的水流强度和流动路径。
一般来说，坝底渗流和坝体侧面渗流是土石坝内渗流的两个重要方面。
基于以上关键因素，我们可以采用一些常见的渗流分析方法进行土石坝的渗流分析。
其中，渗流模型和数值模拟是两种常用的方法。
渗流模型是一种基于物理实验的方法，通过构建一个与土石坝实际情况相似的实验模型，来观察和分析渗流行为。
这种方法可以控制实验条件、减小模型尺寸和保持模型的相似比，从而提供直观的渗流过程和参数变化。
但是，渗流模型方法的缺点是成本较高且实验周期较长。
数值模拟方法是一种基于计算机软件的数值计算方法，通过建立数值模型和模拟土石坝渗流过程来研究和分析渗流行为。
这种方法可以模拟复杂的物理现象，通过不同的数值模型和参数设定，准确的预测渗流过程和关键参数变化。
这种方法的优点是计算速度快且成本低廉，可以方便地进行不同条件下的敏感性分析和优化设计。
土石坝渗流研究综述
土石坝渗流研究综述土石坝是一种常见的人工堆石坝，它的功能主要是防洪和储水。
然而，在长期使用过程中，土石坝常常会发生渗流问题，严重的情况下可能导致坝体破坏或坝体水浸。
因此，对土石坝的渗流特性进行研究非常重要。
本文将综述土石坝渗流研究的现状和进展。
目前，关于土石坝渗流的研究主要集中在两个方面：一是渗透系数和渗流规律的实验研究，二是渗流模型的建立和数值模拟。
在实验研究方面，许多学者通过大量的室内试验和现场试验，测量土石坝的渗透系数和渗流规律。
他们发现，土石坝的渗透系数与其孔隙度、孔隙水压力以及土砂颗粒性质有关。
此外，渗透系数还受到土体压实程度和孔隙度的非均匀性等因素的影响。
不同渗透系数的土石坝在抗渗性能方面存在差异，可供工程设计参考。
此外，一些学者还通过试验研究渗流规律。
他们发现，土石坝内的渗流流速随着水头的增加而增大，且存在一个渗流平衡线，当水头达到一定值时，渗流速度趋于稳定。
此外，土石坝渗流速度的分布也存在一定规律，常常呈现出由上到下递增的趋势。
在数值模拟方面，许多学者建立了土石坝渗流模型，并通过数值模拟分析了渗流规律和渗流特性。
他们发现，在土石坝的渗流过程中，渗透线的位置和渗流速度受到土体本身的性质以及渗流条件的限制。
而且，渗流过程中孔隙水压力和孔隙度的变化也会对渗流速度产生影响。
通过数值模拟，可以研究不同参数对渗流的影响，并优化土石坝的防渗结构。
总的来说，土石坝渗流研究已经取得了一定的进展，但仍然存在一些问题亟待解决。
首先，在实验研究方面，需要进一步探究渗透系数和渗流规律与土体性质之间的关系，并开展更多的室内试验和现场试验。
其次，在数值模拟方面，需要精确建立土石坝渗流模型，并加强对各种参数的敏感性分析。
最后，还需要对土石坝的渗透层、排水系统以及冷却系统等领域进行研究，以提高土石坝的防渗能力和使用寿命。
综上所述，土石坝渗流研究是一个复杂而重要的课题，对于保障土石坝的安全运行至关重要。
通过实验研究和数值模拟，可以深入理解土石坝的渗流特性，并为工程设计提供科学依据。
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土石坝渗流研究综述（丁树云蔡正银） 2008年10月1日《人民长江》编辑：宋志宁摘要: 渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题，直接关系到工程的安全和投资。
许多水工建筑物的失事都与渗流有关。
从渗流量计算、渗透变形、渗透控制、渗流的数值模拟和渗透变形试验几个方面总结了国内外的研究现状和成果。
认为今后研究重点应放在研制能够测定宽级配料在有围压条件下垂直向、水平向临界水力坡降与渗透系数的设备上，并应开展相应的理论分析。
还应该研究建立渗透分析模型，利用其分析散粒体颗粒间受力相互作用发生变形的过程，并确立相应的数值模拟方法。
关键词: 渗透变形;数值模拟;渗流量计算;临界水力比降;土石坝1 概述随着我国水利水电建设的快速发展和“西电东输”水电项目的实施，众多高土石坝的建设被提上了日程，特别在深厚覆盖层河谷，地质条件差，地震烈度高，多数坝高较大（尤其200m以上）的大坝选择或拟选择建土石坝。
渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题，直接关系到工程的安全和投资。
许多水工建筑物的失事都与渗流有关，例如1964年鲍德温山（Baldwin Hills）坝由于铺盖与基础接触面产生渗透破坏而失事，1976年堤堂（Teton）坝由于右岸一个窄断层发生渗透破坏，不到6h就发生了跨坝事故。
根据我国对241座大型水库曾发生的1000个工程安全问题所作的统计，其中有37.1%的安全问题是由于渗流引起的。
渗流是一门与水力学和岩土力学有着密切关系的学科，随着近代科学技术的不断发展，渗流在基本理论、试验手段、计算方法和应用等方面都得到了极大发展，逐渐成为一门专门的学科，已能解决各种复杂的工程问题。
理论的发展与研究手段的进步是分不开的，主要表现在两个方面:①渗流研究中已经比较普遍地使用了现代电子计算技术，发展了数值模拟方法;②渗流机理研究的试验手段日益先进。
土石坝是挡水建筑物，它和渗流并存，有土石坝就有渗流，土石坝的发展史也就是渗流理论和渗流控制理论的发展史。
本文从渗流基本规律、渗流中的数值模拟计算、渗透特性的试验研究3个方面分析国内有关渗流问题的研究现状。
2 渗流基本规律研究复杂的渗流问题需要深入认识渗流的机理，对其正确认识是建立完善的数学模型的前提，并有助于为生产实践提出有关的建议。
土石坝的渗流问题归根到底主要是3个方面:①渗流计算;②渗透变形;③控制渗流。
2.1 渗流量计算在土石坝设计和运行管理中，渗流计算常占有重要的位置。
设计土石坝时，需要通过渗流计算来确定渗漏损失和合理的防渗排渗措施，而坝和坝型的断面尺寸也经常需要借助渗流计算来比较确定。
从理论上讲，土石坝渗流计算是在已知定解条件（初始条件、边界条件）下解渗流基本方程，以求出土石坝渗流场的水头分布，进而计算渗流量和渗流水力坡降等。
迄今为止，已有大量文献介绍了建立在透水或不透水地基上的土石坝渗流计算方法。
这些方法可概括为流体力学解法和水力学解法两类。
流体力学解法是一种严格的解析法，它在满足定解条件下求解渗流基本方程，然后得到解的解析表达式。
水力学解法是一种近似的解析法，它基于对土石坝渗流作某些假定以及对局部急变渗流区段应用流体力学解析解的某些成果而求得渗流问题的解答，因此它并不适用于渗流基本方程的求解。
近代计算技术的发展和计算机的应用为土石坝渗流计算开辟了新的途径，各种复杂情况下的土石坝渗流都可以在计算机上模拟出来，同时出现了很多用于渗流分析的程序。
2.2 渗透变形渗透变形是指坝体及坝基中的渗流，由于其机械或化学作用，使土体产生局部破坏。
渗透变形的形式与土料性质、土粒级配、水流条件以及防渗、排渗措施等因素有关。
粗粒土渗透变形破坏坡降的大小是水利水电工程中需要考虑的问题，我国科学家在总结前人的经验基础上，根据单颗粒水力平衡关系，总结出了管涌的临界水力坡降简化式，国内外一些渗流理论专家根据力学平衡原理，通过理论推导，得出一些管涌和流土的临界水力坡降模型公式。
如太沙基模型公式、伊斯托明娜管涌型土的抗渗坡降公式、扎马林模型公式、沙金煊公式、中国水利水电科学研究院公式等，其具体形式在这里不再列举，这些公式都未考虑与级配特征有关的参数。
目前的试验研究发现，这些理论公式与实测值之间存在一些差距，在工程中未能得到较好的应用。
有关渗透变形的研究，大多学者是从试验的角度进行的探索。
郭爱国［1］，朱崇辉［2］，刘杰等［3］分别从渗透试验中发现随着粗细颗粒级配的不同，土的渗透机理将会发生改变，粗粒料较多时，粗粒形成骨架，细颗粒充填其中，土的渗透破坏性质取决于粗颗粒的特征，当粗粒含量较少时，不足以形成骨架，粗颗粒是散乱地堆积在细颗粒当中，土的渗透稳定性类似于细粒料。
不均匀系数小的土，颗粒大小均匀，骨料与填料区别不明显，土体不能形成骨架结构，如果粒径较小，在较小的水头下，出口处小颗粒被水流带走，并逐渐发展为流土破坏。
如果不均匀系数较大，曲率系数也较大，土体缺乏中间粒径，在土体结构中，大颗粒形成的骨架结构空隙较大，小颗粒在大空隙中处于自由状态，在较小的水力坡降下，小颗粒土体被带走，形成管涌破坏，这种破坏形式由于粗颗粒骨架还存在，还能承担一定的水力坡降，土体结构并未完全破坏。
如土体不均匀系数较大，曲率系数为1～3，土体级配良好，土体中颗粒大小渐变，空隙中填料被约束而处于固定状态，渗透破坏形式表现为流土破坏。
朱崇辉［2］通过试验发现:同类土体的渗透变形与土体的密度有关，密度越小土体越疏松，在渗透水流的作用下容易发生渗透破坏;渗透变形还与土体的粘聚力有关，粘聚力越大，土体间作用力越强，土体越稳定，越不容易发生渗透破坏。
薛星祖［4］分析砾质土的渗透变形i～V曲线图，将其分为3个阶段:第1阶段，水力坡降和渗透流速呈直线关系，土样未破坏;第2阶段，在一定渗透水流作用下发生管涌之前，土体先出现压密或变松，细颗粒开始移动，开始出现潜蚀，即内部管涌，移动的细颗粒淤积在通道的孔隙中，使流速变小，出现i～V曲线的第1折点，说明在土体内首先发生了颗粒的调整和移位，已有内部管涌发生;第3阶段，出现骨架变形时为第2折点，线段几乎与流速坐标平行，这是管涌通道发展的最终结果，这个阶段很短，而且变化很快。
何永红［5］等在分析砂卵石的渗透变形的形成条件的基础上，对渗透变形的形式进行了简要评价，并提出了渗透变形临界坡降的计算方法。
葛建［6］、曾有丽［7］阐述了堤防、水工建筑物渗透变形的类型、成因、规律，对渗透稳定性问题进行了分析研究。
朱伟［8］结合某工程问题，应用有限元饱和—非饱和渗流解析，对地基渗透破坏发生机制及其影响因素做了分析和讨论。
李振［9］比较详尽地介绍了黑河土石坝筑坝材料在各种组合情况下的渗透稳定性及其特点，比较全面地分析了各种渗透势下的渗透变形机理。
根据上述分析，前面列举的与级配特征无关的计算式计算出的单一结果与多组不同级配特征下实测结果产生较大差距成为必然，认为用一个统一的与级配无关的模型公式表示级配复杂多样的粗粒土的渗透破坏坡降，从理论上讲本身就存在缺陷，故应当考虑粗粒土的级配对渗透变形的影响。
朱崇辉［10］建议将级配特征相近的粗粒土进行分类研究，建立分段统一的渗透破坏坡降模型表达式，将级配特征参数引入渗透破坏模型公式。
2.3 渗流控制从20世纪80年代开始，闸坝基础渗流控制的原则逐渐明确为防渗、排渗与反滤层保护渗流出口相结合。
对土石坝透水地基渗流控制方法主要有:设置截水槽，浇筑混凝土防渗墙或设灌浆帷幕，铺筑上游水平防渗铺盖。
3 渗流的数值模拟计算近代计算技术的发展和计算机的应用为土石坝渗流计算开辟了新的途径。
各种复杂情况下的土石坝渗流，都可以在计算机上模拟出来。
实践证明，利用数值方法求解均质或非均质、各向异性或各向同性以及复杂边界条件的土石坝渗流问题，虽然得到的解是近似的，然而却是满意的解答，对于土石坝渗流问题，已基本上可取代模拟试验。
由于数值模拟无需复杂而专门的设备，不像常规物理试验那样需要很长的时间，修改算法和模型都比较方便，并且可以程序化，因而近年来有关渗流分析的数值计算和模拟发展尤为迅速，使得许多渗流力学难于解答的问题得以重新认识。
在渗流的数值模拟方面，有科研院所自己编制的程序，如南京水利科学研究院结合生产任务应用有限元法研制的土坝渗流计算程序UNSST2，饱和—非饱和渗流计算程序UNSAT2，也有一些大型商业软件中含有的渗流分析模块，如理正渗流分析软件，Plaxis中的PlaxFlow渗流分析模块，GeoStudio中的SEEP3D模块，SUSAP饱和—非饱和土渗流分析软件，GMS中SEEP2D模块等，更有广大科研工作者自己编制的适用于各种特殊情况下的小程序。
采用的数学模型主要有有限单元法、有限差分法、离散元法、无单元元法等。
目前研究渗透变形的方法大都是基于连续介质力学理论，采用有限元法对工程进行模拟计算，殷建华［11］利用有限元方法，采用饱和稳定渗流模型模拟了管涌区长度和渗流系数改变对渗流场的影响，分析由此引起的最大流速和总流量的变化;张家发［12］运用非稳定渗流场中渗透变形扩展的数值模拟方法和有限元模拟程序SDFEM，对砂槽试验模型进行了数值模拟，并将模拟结果与试验结果进行了对比分析;杨林德［13］等将饱和土体视为均质、连续的各向异性弹塑性多孔介质，根据虚位移原理推导出饱和土体内各向异性渗流直接耦合的有限元法计算公式;Tien kuen Huang（1996）［14］用有限元分析了土石坝蓄水后在稳定渗流下的渗透稳定性，张我华［15］根据机理模型从影响堤防和土石坝管涌发生的诸多复杂因素中选出对管涌发生影响显著的几种因素作为系统输入来求解此问题;Neuman，Shlomo P（1973）［16］建立了一个饱和—非饱和渗流模型，该模型可用于垂直渗流，也可用于水平渗流，可以分析轴对称情况下三维渗流;Y.-Q.Xu，K.Unami，T.Kawachi（2003）［17］用饱和—非饱和渗流模型分析了一座土石坝断面的渗透稳定性;陈建生、李兴文等［18］对堤防渗流管涌发生后产生集中渗漏通道的机理进行了深入的分析探讨。
倪小东、王媛［19］将颗粒流程序运用于管涌发展阶段的研究，从散粒体组成的多孔介质的细观力学特征出发，运用离散单元法研究了土体管涌机理，并得出管涌破坏的影响因素;对于基于有限元法计算无压渗流时，渗流自由面（浸润线）难以确定的问题，引入无单元法来求解渗流问题;党发宁等［20］提出了一种渗流分析的改变渗透系数的固定网格法。
Xu，Y.-Q（1984）［21］ ;Lam.L（1984）［22］提出了非饱和土有限元分析模型。
4 渗透特性的试验研究描述渗流运动的数学物理方程更加符合实际和进一步优化基本方程的求解固然是渗流科技人员在不断深化的课题，但努力使研究计算模型的边界和计算参数的选择尽可能接近客观实际，是当前工程中更重要、更迫切的任务。