用Ansys分析有浸润线的土石坝平面渗流问题
用Ansys分析有浸润线的土石坝平面渗流问题
土石坝渗流分析，采用非饱和土渗流参数，迭代计算浸润线，根据前次计算结果，不断修改单元的渗透系数和浸润线出口位置，直到满足精度要求。本算例的土石坝体型比较简单.采用非饱和渗流计算.即渗透系数为空隙压力的函数.首先建立一个数据文件PPPP.TXT，存储渗透系数函数关系，如下。第一列为空隙压力值（水头M)，第二列为渗透系数指数，渗透系数等于10^A(M/D)。
-10.00 -4.0E+00
-9.00 -3.6E+00
-8.00 -3.2E+00
-7.00 -2.8E+00
-6.00 -2.4E+00
-5.00 -2.0E+00
-4.00 -1.6E+00
-3.00 -1.2E+00
-2.00 -8.0E-01
-1.00 -4.0E-01
0.00 0.0E+00
土坝顶宽4M，上下游坡比均为1:2，总高12M，底宽52M。上游水深8M，下游无水。
FINI
/TITLE, EARTHDAM SEEPAGE
/FILNAME,SEEPAGE5
/PLOPTS,DATE,0
*DIM,TPRE,TABLE,11,1,1,PRESS,KKPE ! 定义水压与渗透系数的关系数组
*TREAD,TPRE,PPPP,TXT ! 读入数组
*DIM,NCON,ARRAY,4 ! 定义数组，用于存贮单元四个节点号
/PREP7
SMRT,OFF
ANTYPE,STATIC ! THERMAL ANALYSIS
ET,1,PLANE55
MP,KXX,1,1 ! 饱和状态下的渗透系数
MP,KXX,2,1E-4 ! 完全干燥下的渗透系数，假设空隙水压力小于-10M时
K,1,24,12
K,2,24,0
K,3,0,0
K,4,28,12
K,5,28,0
K,6,52,0
L,1,3
L,3,2
L,1,2
L,4,5
L,5,6
L,4,6
LESIZE,ALL,,,24
A,1,3,2
A,1,2,5,4
A,4,5,6
MSHK,2 ! MAPPED AREA MESH IF POSSIBLE
MSHA,0,2D ! USING QUADS
AMESH,ALL ! MESH AREAS
NUMMRG,NODE ! MERGE NODES AT BOTTOM OF CAISSON
*GET,N_MAX,NODE,,NUM,MAX ! 获得最大节点号
*GET,E_MAX,ELEM,,NUM,MAX ! 获得最大单元号
*DIM,N_TEMP,ARRAY,N_MAX ! 定义节点温度变量-总水头
*DIM,N_PRE,ARRAY,N_MAX ! 定义节点压力水头变量
!定义上游面总水头值
LSEL,S,LINE,,1
NSLL,S,1
NSEL,R,LOC,Y,0,8
D,ALL,TEMP,8 !定义上游面总水头值
!定义下游面总水头值
LSEL,S,LINE,,6
NSLL,S,1
*GET,N_NUM2,NODE,,COUNT
*DIM,N_NO2,ARRAY,N_NUM2
II=0
*DO,I,1,N_MAX
*IF,NSEL(I),EQ,1,THEN ! 判断节点是否选中
II=II+1
N_NO2(II)=I ! 存储渗流可能出口节点编号
*ENDIF
*ENDDO
NSEL,R,LOC,Y,0,8 ! 第一次计算，仅假设浸润线出口在8M高位置,与上游同高*GET,N_NUM,NODE,,COUNT ! 获得渗流出口节点总数
*DIM,N_NO,ARRAY,N_NUM ! 定义变量,存储渗流出口节点编号
II=0
*DO,I,1,N_MAX
*IF,NSEL(I),EQ,1,THEN ! 判断节点是否选中
II=II+1
N_NO(II)=I ! 存储渗流出口节点编号
*ENDIF
*ENDDO
*DO,I,1,N_NUM
D,N_NO(I),TEMP,NY(N_NO(I)) ! 定义下游面总水头值
*ENDDO
ALLSEL,ALL
FINISH
/SOLU
SOLVE
FINISH
!!!第一次计算完毕
!-------------------------------------------------------------------------
!迭代计算
CONUTT=20 ! 最大循环次数
DD_HEAT=0.001 ! 前后两次计算，总水头最大允许计算差
CHUK_ST=3 ! 出口边界条件重新设定的起始点
CHUK_MAXY2=10E5 ! 临时变量，用于存储浸润线出口坐标
*DO,COM_NUM,1,CONUTT
DD_H=0
/POST1
SET,1
*DO,I,1,N_MAX
*IF,COM_NUM,GT,CHUK_ST+1,THEN
DD1=N_TEMP(I)
*IF,ABS(DD1-TEMP(I)),GT,DD_H,THEN
DD_H=ABS(DD1-TEMP(I))
*ENDIF
*ENDIF
N_TEMP(I)=TEMP(I) ! 计算节点温度（总水头）
N_PRE(I)=N_TEMP(I)-NY(I) ! 计算节点压力，总水头-Y坐标
*ENDDO
*IF,COM_NUM,GT,CHUK_ST+1,THEN
*IF,DD_H,LE,DD_HEAT,THEN
*EXIT
*ENDIF
*ENDIF
/PREP7
! 重新给每个单元设定材料
MATNUM=2
*DO,I,1,E_MAX
*DO,KK,1,4
*GET,NCON(KK),ELEM,I,NODE,KK ! 获取单元四个节点编号
*ENDDO
TEMP_Y=(N_TEMP(NCON(1))+N_TEMP(NCON(2))+N_TEMP(NCON(3))+N_TEMP(NCON(4)))/4 !计算单元中心点平均温度
RESS_T=TEMP_Y-CENTRY(I)
*IF,PRESS_T,GT,0,THEN
RESS_T=0
MPCHG,1,I
*ELSEIF,PRESS_T,LT,-10,THEN
RESS_T=-10
MPCHG,2,I
*ELSE
MP,KXX,MATNUM+1,10**TPRE(PRESS_T)
MPCHG,MATNUM+1,I
MATNUM=MATNUM+1
*ENDIF
*ENDDO
! 重新设定出口边界条件
*IF,CONUTT,GT,CHUK_ST,THEN !前CHUK_ST次采用原边界条件
LSEL,S,LINE,,6
NSLL,S,1
DDELE,ALL,TEMP ! 删除原边界条件
II=0
CHUK_MAXY=0
*DO,JJ,1,N_NUM2
*IF,N_TEMP(N_NO2(JJ)),GE,NY(N_NO2(JJ)),THEN
D,N_NO2(JJ),TEMP,NY(N_NO2(JJ)) ! 总水头=Y坐标
*IF,NY(N_NO2(JJ)),GT,CHUK_MAXY,THEN
CHUK_MAXY=NY(N_NO2(JJ))
*ENDIF
*ENDIF
*ENDDO
*IF,CHUK_MAXY2,NE,CHUK_MAXY,THEN ! 判断前后两次计算的浸润线出口位置是否相同 NSEL,R,LOC,Y,CHUK_MAXY ! 选择最高节点
*IF,CHUK_MAXY,GT,0,THEN
DDELE,ALL,TEMP ! 删除出口最高节点边界条件
*ENDIF
CHUK_MAXY2=CHUK_MAXY
*ENDIF
*ENDIF
ALLSEL,ALL
FINI
/SOLU
SOLVE
FINISH
*ENDDO
SAVE
!迭代计算完毕，进入后处理
FINISH
/POST1
/CLABEL,,1
/EDGE,,0
/CONTOUR,,8,0,1,8
PLNSOL,TEMP ! 显示总水头云图
PLVECT,TF, , , ,VECT,ELEM,ON,0
PLVECT,TF, , , ,VECT,NODE,ON,0
LSEL,S,LINE,,6
NSLL,S,1
PRRSOL,HEAT ! PRINT FLOWRATE THROUGH SOIL FSUM,HEAT ! 计算渗流量
*GET,Q_DAY,FSUM,0,ITEM,HEAT
ALLSEL,ALL
SAVE
*DO,I,1,N_MAX
N_TEMP(I)=TEMP(I) ! 计算节点总水头（温度）
N_PRE(I)=N_TEMP(I)-NY(I) ! 计算节点压力，总水头-Y坐标
DNSOL,I,TEMP,,N_PRE(I) ! 将压力水头值复制到节点
*ENDDO
PLNSOL,TEMP ! 显示压力水头云图
FINI
土石坝渗流研究综述
土石坝渗流研究综述（丁树云蔡正银） https://www.360docs.net/doc/2210827098.html, 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。
(2020年整理)渗流稳定计算.doc
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 0211 m 2m 2k h m H L h H -++-+02110 10m 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；
土石坝渗流观测及方法
(1.浙江省水利水电河口海岸研究设计院，浙江杭州 310020) 在土石坝坝体和坝基适当部位，有计划地设置一些测压管或渗压计，以及在其下游 适当部位设置观测渗流量的量水堰，并进行观测，可及时了解水库在运行过程中坝 体的浸润线位置和渗流区各点渗透压力的大小，以及通过坝体和坝基渗流量的变化 情况，这对大坝的渗流和稳定分析都具有很大的实际意义。对土石坝各部位的测压 管水位和渗流量，选用合理的分析模型进行及时的分析是监测土石坝运行安全的重 要内容。本文从渗流的支配方程入手，建立了土石坝中有压、无压渗流及其渗流量 观测资料的分析模型。经过实际应用表明，它可较好地解决实际工程问题。 1 土石坝渗流的支配方程 忽略地下水流动方程中的惯性项，土石坝渗流的支配方程[1,2]为 (1) 渗流场为均质各向同性时，式（1）变为 或(2) 式中：k x、k y、k z分别为x、y、z方向上的渗透系数，h为水头，Φ=-kh为渗流速 度势。 对稳定渗流而言，它的解实际上可归结为在满足某特定边界条件下，求解上述方程式。对无压渗流问题，由于浸润面事先为未知边界，故在求解过程中，先假定浸润 面边界，然后需通过反复试算，才可以对问题进行求解。根据АравинВ.И.和НумеровС.Н.的推导结果[1]，对具有自由面的缓变渗流，当坐标轴位 于不透水层面时，其不稳定渗流的方程形式为：。在 稳定渗流时，则渗流方程的形式为：。以上式中：H为水深函数；n e为有效孔隙率；t为时间。在这种情况下，浸润线位置即是方程中的一个变量，故它无需作为边界条件来考虑。由于这时地下水流水深函数H的平方项亦满足 拉普拉斯方程，故只需以H2为基本变量，就可求解有压渗流一样的方法解决无压 渗流问题。因此人们常将上述方程应用于无压渗流问题中。 2 坝基有压渗流观测资料分析 根据上述渗流支配方程的基本特性，当渗流场固定时，各点的位势应不随时间而变。位势可用下式表示：。式中：h i为测压管水位，H1、H2分别为上下游
最新土坝的渗流问题分析
土坝的渗流问题分析
土坝的渗流问题分析 及其控制措施和监测技术 前言：渗透破坏是土石坝坝体的常见病害,设计一套可靠的渗流监测系统是保证土石坝坝体安全运行的必备措施。土石坝浸润线位置的高低是影响坝体渗透稳定和抗滑稳定的最重要的因素之一。对于土石坝渗透水溢出点的渗透坡降较陡时,坝坡就会发生流 土、管涌,甚至滑坡、垮坝。科学地对土石坝进行渗透监测,为水库安全运行、坝体安全稳定提供科学依据。 摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。通过土石坝产生渗流破坏的现象分析,掌握其发展规律,利用地质勘探合理确定的边界条件,有针对性地选择土石坝的渗流控制设计方案。 关键词:土坝渗流破坏基本内容控制措施渗流问题的重要性防渗加固渗透破坏渗流监测渗流监测布设技术 在水利工程中,地表水的冲刷破坏常会引人注意,也比较容易发现和挽救，而地下水的冲刷目不能见,常被忽视,有时问题一经发现,会立即导致工程的破坏,难以补救。因此，一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏者常比地表水冲刷破坏者为多,而堤坝渗流的问题更为严重。据米德布鲁克斯调查统计美国206座破坏的土坝中,由于渗漏管涌破坏者占39%,由于漫顶破坏者占27%,由于滑动及沉陷裂缝者占18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。我国在20世纪90年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有106座,约占80%。 1.土坝的渗流破坏 土石坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足。原因不同,发生的现象也有不同，除去坝端三向浇渗破坏和漫顶溢流垮坝者外,从土坝剖面上看，问题主要如图1：图1所示几种状况,并且分别说明如下: ①图a是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。此时如果大管涌道失去拱的作用,堤坝即裂缝下沉而破坏,严重者还会在临水侧坝脚附近引起水流旋涡。对于土坝上游黏土铺盖的裂缝失效以及河堤临水侧的河水淘刷等不利因素,均能加速破坏。 ②图b是背水坡脚大面积发生小泉涌的砂土沸现象,使坡脚软化或受浮力后失去支承力而引起大滑坡,如图1所示的大圆弧所示。发生砂沸软化的来水可能是砂基的承压水,也可能是沿弱透水覆盖层上面较透水薄层粉土渗过来的表层水。 ③图c是由于堤坝本身或地基的渗流,外部出口处的管涌开始逐渐将细粒带走,直至坡面破坏。如图所示,浸润线出渗点处的土粒首先被冲蚀沿坡面向下移动堆积于坡脚,逐渐在坡面
土石坝渗流问题研究综述
土石坝渗流问题研究综述 渗流问题是土石坝安全的关键。自土石坝出世以来，其渗流问题日益显现，人们对其关注和研究也越来越多。本文论述了当今世界土石坝渗流研究和渗流控制理论的发展历程，并提出了渗流的控制措施，从渗流研究的理论方法、渗流控制手段等方面对我国土石坝渗流理论和技术的发展方向予以展望，对土石坝渗流问题进行总结并综述。 标签：土石坝；渗流分析；渗流破坏；渗流控制 “哪里有土石坝哪里就有渗流”，渗流问题是土石坝安全的关键。渗流力学伴随着土石坝设计及其监控理论的发展来，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。对于水利水电工程中最广泛的水库、坝堤等的安全问题，渗流破坏更为突出，在国内外的土石坝失事原因事例调查中占45%左右。大坝和堤防的防洪、灌溉、发电、供水、航运、旅游和改善生态等综合效益巨大，是我国社会经济的重要基础设施和全国防洪保安工程体系的重要组成部分。这些工程的安危与效益的兴衰，很大程度上依赖于水工渗流控制理论和技术及其应用的效果。 1、概述 土石坝是最普遍采用的一种坝型，截止目前，我国已建成各类水库83809座，其中坝型为土石坝的水库有83000余座这些水库在防洪、灌溉发电、城市供水、水产养殖及旅游诸方面发挥了巨大作用。但我国大部分土坝是在建国后的第一个五年计划（1953-1957年）和第二个五年计划（1958-1962年）大跃进时期以及十年“文革”期间修建，这些工程都是在“三边”（边勘测、边设计、边施工）工作方式下进行并完成吮特别是小型水库，更是在“四不清”（来水量、流域面积、库容、基础的地质情况均未调查清楚）就动工修建不少的工程虽然完成，但工程质量很差，“后遗症”很多，经过了近40年的运行，造成了大批的病险水库，其中水库渗漏问题最为严重据1981年的统计资料，241座大型水库发生的1000次事故中，由于渗流破坏而造成事故占总事故数的32%；从2391座水库失事分析，由于渗流、渗透破坏从而造成土坝垮塌的占29%。因此，对土石坝渗流稳定的研究显得刻不容缓。 2、土石坝渗流原因 由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构，颗粒间存在大量的孔隙，都具有一定的透水性，水库蓄水后，在水压力的作用下，水流必然会沿着坝身土料、坝基土体、坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，造成坝身、坝基和绕壩的渗漏。若渗流在设计控制之下，大坝任何部位的土体都不会产生渗透破坏，则为正常渗流，渗流量在规范许可的范围内，表现为稳定的渗流状态，一般不会对坝体造成较大的危害，此时渗流量一般较小，水质清澈透明，不含土壤颗粒。若渗流过大，且集中，水质混浊，则坝体或坝基产生了管涌、流土或接触冲刷等渗透
土石坝渗流破坏类型分析及防治措施
土石坝渗流破坏类型分析及防治措施 摘要：根据国内外大量失事大坝资料证实，由渗透破坏引起的事故占到四成以上。因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。本文对土石坝渗流破坏机理进行分析及总结出防治方法措施 关键词：土石坝渗流破坏防治措施 土石坝是应用最广的挡水建筑物，用散粒材料填筑在不同的坝基上，挡水后上下游的水头差引起了水通过坝体、坝基及两岸坡向下游渗流。由于勘测设计不当、施工质量不良和管理运行不当以及渗流、地震等，使土石坝及其坝基发生缺陷病害，甚至垮坝失事。重要的病害有渗流破坏、滑坡、裂缝、地震震害和液化及其他病害。针对这些病害必须采取选用这种或那种坝体和坝基加固技术，以保证土石坝的安全及其水库的正常运用。根据国内外大量失事大坝资料证实，由渗透破坏引起的事故占到四成以上。因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。 一、土石坝渗流破坏类型 坝体渗漏 浸润线从坝坡逸出将导致坝坡湿润或沼泽化:这种现象一般发生在均质坝或混合土料坝型中，过高的浸润面增加了滑坡的可能性，同时由于渗流的长期作用和气温及降雨的影响，坝坡土体的抗剪强度减小，局部渗透破坏，导致滑塌的可能性加大。下游坝面出现集中渗漏;坝体在分层填筑时土层较厚，施工机械的功率不足，致使每层填土上部不密实，局部疏松，形成水平集中渗漏带，有的坝由于施工组织落后，特别是大规模的人工填筑施工，采用分段包干的填筑方法，土层厚薄不一，上升速度不一致，致使相临两段的接合部位出现了少压或漏压的松土带。坝体裂缝渗漏:坝体开裂是形成坝体隐蔽渗漏的原因之一，由于心墙或斜墙 后坝壳一般是强透水的土料，通过裂缝的集中渗漏将在坝壳中扩散，因而难以发现集中渗漏区，根据坝壳浸润面观测成果也难以判断渗漏的存在。 2、坝后地面渗漏 土石坝外坡坝后地面出现砂沸、砂环、泉涌、管涌或沼泽化是经常遇到的渗漏现象，其成因与地层的构造及未能采取有效的渗流控制有关。对表层透水性较小的粉细砂、淤泥或壤土，其下为强透水的砂砾石或砂层地基，若坝后没有采取排水减压措施(减压井、减压沟)或有排水设施，但是由于这种地层的渗流出逸坡降较大，当出逸坡降大于表层土的临界坡降时，坝后地面即出现砂沸等破坏现象。 3、坝基渗漏及非正常渗漏
土石坝渗流安全监测研究
土石坝渗流安全监测研究 摘要：土石坝已经成为堤坝建设的主要类型，其具有较大的使用效益。但是土石坝可能会在水流长期冲刷下产生渗流，如不及时处理，会导致更为严重的安全风险。因此，土石坝的渗流安全监测就非常重要。本文主要探讨了土石坝渗流安全监测的必要性、安全监测存在的问题以及安全监测技术的运用，并对监测安全风险进行分析，以期促进土石坝渗流安全监测的发展。 关键词：土石坝；安全监测；管理；风险防范 当前水利工程中，堤坝修筑占有重要地位，对于水利工程的稳定性、周边居民的安居乐业都有重要意义。而土石坝已经成为当前高坝建设的主要方式，这种土石坝既可以利用土的黏性，又可利用石料的坚固性，而且土石坝的建造方式成本低、建设时间短、结构性能佳，因此被广泛应用。但是，土石坝在使用过程中也会不断受损，必然需要采用一定的安全监测方式来确保堤坝的安全。 一、土石坝安全监测的必要性 （一）避免渗流甚至滑坡的出现 土石坝具有一系列的优点，但是土石坝却有一个很大的劣势，就是采用混合材料之后，如果受到水流的长期冲刷，就可能产生渗流的情况，久而久之，坝体会越来越不稳定，甚至在下雨之后就可以出现滑坡。因此需要对土石坝进行安全监测，以做好预防措施。 （二）避免汛期溃堤 土石坝在正常水位的情况下受到的侵蚀力较小，虽有损坏，但只要能及时补救，还不至于发生大的危险。但是如果到了每年的汛期，尤其是在南方多雨地区，就很有可能会有溃堤的突发状况，因此更要在关键季节随时监测土石坝，以确保不会发生突发性的危险情况 （三）避免保养不当产生更大损失 土石坝的日常监测可以帮助对土石坝做好经常性的保养，及时发现问题，在问题还未扩大化时就进行修复，千里之堤毁于蚁穴，如果保养不当将可能造成更大的资金方面的损失。 二、现阶段土石坝安全监测存在的问题分析 现阶段土石坝的安全监测主要问题表现在两大方面，分别就是硬件配置方面
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)
土石坝渗流安全评价
土石坝渗流安全评价 Revised by Hanlin on 10 January 2021
土石坝渗流安全评价1坝基渗流安全评价要点如下： 1砂砾石层（包括砂层、砂砾石层、砾卵石层等）的渗透稳定性，应根据土的类型及其颗粒级配等情况判别其渗透变形形式，核定其相应的允许渗透比降，与工程实际渗透比降相比，判断渗流出口有无管涌或流土破坏的可能性，以及渗流场内部有无管涌、接触冲刷等渗流隐患。 2覆盖层为相对弱透水土层时，应复核其抗浮动稳定性，其允许渗透比降宜由试验法或参考流土指标确定；对已有反滤盖重者，应核算盖重厚度和范围是否满足要求。 3接触面的渗透稳定性主要有以下两种型式： 1）复核粗、细散粒料土层之间有无接触冲刷（流向平行界面）和接触流土（流向从细到粗垂直界面）的可能性；粗粒料层能否对细粒料层起保护作用。 2）复核散粒料土体与刚性结构物体（如混凝土墙、涵管和岩石等）界面的接触渗透稳定性。应注意散粒料与刚性面结合的紧密程度、出口有无
反滤保护，以及与断层破碎带、灰岩溶蚀带、较大张性裂隙等接触面有无妥善处理及其抗渗稳定性。 2坝体渗流安全评价要点如下： 1均质坝。复核坝体的防渗性能是否满足规范要求、坝体实际浸润线和下游坝坡渗出段高程是否高于设计值，还需注意坝内有无横向或水平裂缝、松软结合带或渗漏通道等。 2组合（分区）坝： 1）防渗体（心墙、斜墙、铺盖、各种面板等）。复核防渗体的防渗性能是否满足规范要求，心墙或斜墙的上、下游侧有无合格的过渡保护层，以及水平防渗铺盖的底部垫层或天然砂砾石层能否起保护作用。 2）透水区（上、下游坝壳及各类排水体等）。复核上、游坝坡在库水骤降情况下的抗滑稳定性和下游坝坡出逸段（区）的渗透稳定性，下游坡渗出段的贴坡保护层应满足反滤层的设计要求。 3）过渡区。界于坝体粗、细填料之间的过渡区以及棱体排水、褥垫排水和贴坡排水等，应复核反滤层设计的保土条件和排水条件是否合格，以及运行中有无明显集中渗流和大量固体颗粒被带出等异常现象。
用Ansys分析有浸润线的土石坝平面渗流问题
用Ansys分析有浸润线的土石坝平面渗流问题 土石坝渗流分析，采用非饱和土渗流参数，迭代计算浸润线，根据前次计算结果，不断修改单元的渗透系数和浸润线出口位置，直到满足精度要求。本算例的土石坝体型比较简单.采用非饱和渗流计算.即渗透系数为空隙压力的函数.首先建立一个数据文件PPPP.TXT，存储渗透系数函数关系，如下。第一列为空隙压力值（水头M)，第二列为渗透系数指数，渗透系数等于10^A(M/D)。 -10.00 -4.0E+00 -9.00 -3.6E+00 -8.00 -3.2E+00 -7.00 -2.8E+00 -6.00 -2.4E+00 -5.00 -2.0E+00 -4.00 -1.6E+00 -3.00 -1.2E+00 -2.00 -8.0E-01 -1.00 -4.0E-01 0.00 0.0E+00 土坝顶宽4M，上下游坡比均为1:2，总高12M，底宽52M。上游水深8M，下游无水。 FINI /TITLE, EARTHDAM SEEPAGE /FILNAME,SEEPAGE5 /PLOPTS,DATE,0 *DIM,TPRE,TABLE,11,1,1,PRESS,KKPE ! 定义水压与渗透系数的关系数组 *TREAD,TPRE,PPPP,TXT ! 读入数组 *DIM,NCON,ARRAY,4 ! 定义数组，用于存贮单元四个节点号 /PREP7 SMRT,OFF ANTYPE,STATIC ! THERMAL ANALYSIS ET,1,PLANE55 MP,KXX,1,1 ! 饱和状态下的渗透系数 MP,KXX,2,1E-4 ! 完全干燥下的渗透系数，假设空隙水压力小于-10M时 K,1,24,12 K,2,24,0 K,3,0,0 K,4,28,12 K,5,28,0 K,6,52,0 L,1,3 L,3,2 L,1,2 L,4,5 L,5,6 L,4,6 LESIZE,ALL,,,24
土石坝毕业设计开题详细报告.doc
土石坝毕业设计开题报告 1. 课题研究的意义 土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。土石坝如此广泛的应用，那就要求我们要掌握土石坝的设计以及施工工艺。进行土石坝的研究，可以让我们①掌握如何根据地形、地质、建筑材料、施工情况、工程量、投资等方面，经综合比较选定坝型，了解土石坝枢纽各建筑物组成、建筑物的工作特点以及在枢纽中的布置;②了解和掌握调洪演算的方法和水库各种特征水位的确定;③在对土石坝枢纽中各建筑物的设计中，了解各建筑物的选型比较方法以及所选定建筑物的设计难点和重点，并掌握相应的设计方法;④掌握计算机绘图和程序计算方法，培养设计报告撰写能力;⑤通过设计研究，培养文献资料查阅、发现问题、独立思考问题和解决问题的能力。 2. 国内外研究进展 土石坝是历史最为悠久的一种坝型。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。据不完全统计，我国兴建的各种类型的坝共有8.48万座，其中95%以上为土石坝。21世纪我国水利水电事业将进入大发展时期，在西部大开发的战略下，一批水利水电工程将在黄河上游、长江中上游干支流、红河等水利资源丰富的江河上开工建设。 在国外土石坝的发展速度同样迅速，所建的百米以上的高
坝中，土石坝所占的比重呈逐年增长趋势，20世纪50年代以前为30%，60年代接近40%，70年代接近60%，到80年代后增至70%以上。随着近代的土石坝筑坝技术的发展，促成了一批高坝的建设。目前，世界上已建成的最土石坝为前苏联的努列克坝，高300m。我国已建成的天生桥一级面板堆石坝，高178m，在建的水布垭面板堆石坝，高233m，在建的糯扎渡心墙堆石坝，高261.5m。设计中的双江口堆石心墙坝，高314m。 3. 当前研究存在的问题 土石坝的当前研究主要存在：一是水库的渗流问题，二是除险加固的问题，三是新型材料的使用。 在坝与水库失事的统计中1/4是由于渗流问题引起的，我国大坝数量居世界首位，溃坝率亦居世界前列。溃坝的危害程度很高，尤其是对于高坝大库和大江大河的堤防工程，一旦失事其危害十分巨大，严重威胁整个水利工程的安全，进一步威胁下游人民生命和财产的安全。只有快速有效地分析堤坝的安全状况、运行状况以及溃坝风险分析等，才能减少事故的发生。只有有效地对多因素影响下的土石坝溃坝情况进行分析与预报，才能保证堤坝的正常运行、管理以及有的放矢地对堤坝工程进行除险加固处理。 较多的大坝需要除险加固，是由于当时特定的历史条件，存在严重的边勘测、边设计、边施工的现象，防洪标准低，质量控制不严，尾工和隐患较多，时刻威胁下游人民生命财产安全，
第七章渗流分析
6.6.1渗流分析说明 渗流分析的目的在于：①土中饱和程度不同，土料的抗剪强度等力学特性也相应地发生变化，渗流分析将为土石坝中各部分土的饱水状态的划分提供依据；②检验坝的初选形式与尺寸，确定渗流力以核算坝坡稳定； ③进行坝体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，在此基础上确定坝体及坝基中防渗体的尺寸和排水设施；④确定通过坝和河岸的渗水量损失，并计算排水系统的容量。 依据《碾压土石坝设计规范》（SL274-2001）中8.1.2，渗流计算应包括以下水位组合情况： ①上游正常蓄水位与下游相应的最低水位； ②上游设计洪水位与下游相应的水位； ③上游校核洪水位与下游相应的水位； ④库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况； 6.6.2渗流分析计算 积石峡库区周边均为不透水岩层，封闭条件良好，因此渗流分析计算模型为不透水地基均质坝。对均质坝在不透水地基上，有排水设备的情况，不考虑均质坝上游坝壳料部分对渗流的影响。对棱体排水，浸润线逸出部 分如图所示。
单宽渗流量和均质坝下游坡渗流水深h 可由下面两式联立解除： 22120[()]2' H H h q k L -+= 0'h L = 式中 k ——坝体的渗透系数，cm/s ，其中 k =0.45x 10-6cm/s ； H 1——坝前水深，m ； H 2——坝后水深，m ； H 0——棱体前水深，m ； L ‘——透水区域，m 。 1.正常蓄水位时的渗流分析 上游水位为1856m ，下游相应水位假设为1791m,则上游水深 1 H =1856-1782=74m,下游水深 2 H =1791-1782=11m. 111 2.5 7430.831212 2.5 m L H m m = =?=++? (1865.071856) 2.513(1865.071798)L =-?++- 2.5(17981791)1196.35m ?- -?= '42.59169.59227.18L L L m =+=+= 代入式0' h L = h 0=14.85m ，代入式22120[()]2'H H h q k L -+=,k=0.45x10-6cm/s 渗流量为： q =5.1x10-8m 3 /s,带入浸润线方程： y =将渗流曲线坐标值列入下表中 表6.6.2-1正常蓄水位渗流曲线坐标值
土石坝有限元分析(ANSYS)-渗流分析命令流
土石坝有限元分析（ANSYS）－渗流分析命令流 土石坝渗流分析，采用非饱和土渗流参数，迭代计算浸润线，根据前次计算结果，不断修改单元的渗透系数和浸润逸出点位置，直到满足精度要求。本算例的土石坝体型比较简单.采用非饱和渗流计算.即渗透系数为空隙压力的函数.首先建立一个数据文件PPPP.TXT，存储渗透系数函数关系，如下。第一列为空隙压力值（水头M)，第二列为渗透系数指数，渗透系数等于10^A(M/D)。 ! -10.00 -4.0E+00 ! -9.00 -3.6E+00 ! -8.00 -3.2E+00 ! -7.00 -2.8E+00 ! -6.00 -2.4E+00 ! -5.00 -2.0E+00 ! -4.00 -1.6E+00 ! -3.00 -1.2E+00 ! -2.00 -8.0E-01 ! -1.00 -4.0E-01 ! 0.00 0.0E+00 !土坝顶宽4M，上下游坡比均为1:2，总高12M，底宽52M。上游水深8M，下游无水。 FINISH /CLEAR /TITLE, EARTHDAM SEEPAGE /FILNAME,SEEPAGE5 /PLOPTS,DATE,0 *DIM,TPRE,TABLE,11,1,1,PRESS,KKPE ! 定义水压与渗透系数的关系数组 *TREAD,TPRE,PPPP,TXT ! 读入数组 *DIM,NCON,ARRAY,4 ! 定义数组，用于存贮单元四个节点号 /PREP7 SMRT,OFF ANTYPE,STATIC ! THERMAL ANALYSIS ET,1,PLANE55 MP,KXX,1,1 ! 饱和状态下的渗透系数 MP,KXX,2,1E-4 ! 完全干燥下的渗透系数，假设空隙水压力小于-10M时 K,1,24,12 K,2,24,0 K,3,0,0 K,4,28,12 K,5,28,0 K,6,52,0 L,1,3
友谊水库大坝模型渗流分析
友谊水库大坝模型渗流分析 大坝渗流是水库大坝常见病害之一，大坝渗流不仅造成水资源流失甚至影响大坝的稳定性。文章利用ANSYS软件对河北省友谊水库大坝建立了有限元模型，进行了渗流模拟计算，并将计算结果与实测结果进行比较分析，为大坝的除险加固提供理论依据。 标签：土石坝；ANSYS软件；渗流计算 截至2003年底，全世界共建15m高度以上大坝41413座，其中土石坝33958座，占82.7%；目前，我国已建水库8.6万余座，大中型水闸7.6万余座[1]，其中坝高15m以上的土石坝近2万座，占世界土石坝总数48.3%。这些水库在不同程度上均存在一定的安全隐患，除了防洪标准偏低以外，有些土坝的变形稳定和渗流稳定得不到保证，这是影响水利枢纽工程安全运行的主要因素[2]。大坝蓄水后，在上下游水头差的作用下，坝体和坝基会出现渗流现象，这将导致坝体出现各种不利因素导致其功能降低，或使大坝存在一定的安全隐患，从而影响大坝下游安全。 目前，渗流计算的方法有很多种，归纳起来主要有两大类。即理论分析方法和试验分析法[3]。其中，理论分析法包括：解析法、数值法、图解法；由于实际工程边界条件复杂，且渗流介质并非是单一介质，利用近似求解法计算往往不能得到满意结果，因此，目前大多采用有限单元法对大坝渗流进行模拟计算。ANSYS是美国ANSYS软件公司开发的大型通用有限元计算软件，具有强大的求解器和前、后处理功能。该软件可以进行热、电、磁、声、流体和结构等有限元分析，并可以进行多物理场偶合分析。由于渗流场和温度场可以相互比拟，本文采用ANSYS的温度场分析功能进行渗流场计算，取得了较满意的结果。 1 友谊水库大坝渗流场分析 1.1 水库基本情况 友谊水库位于河北省尚义县与内蒙古自治区兴和县交界处，是永定河支流东洋河上游的主要水利枢纽工程，控制流域面积2250km2，总库容1.16亿m3，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾养殖的大（Ⅱ）型水利枢纽工程，工程等级为Ⅱ级，控制灌溉面积36万亩。水库设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为2000年一遇。水库枢纽工程主要有拦河坝、溢洪道、输水洞等，水库拦河坝为均质土坝，最大坝高40m，坝顶高程1200m，坝顶长287m，坝顶宽7m，防浪墻高程1201.2m。上游坡由1：2.5、1：3、1：3.5三段组成，下游坝坡为1：2.5、1：3.5、1：3.5。下游坝坡高程1187m和1175m处增设两级马道，高程1187m马道宽度为2m，在高程1175m处马道宽5.0m。坝基为砂砾石，厚5～7m，未清基。坝前采用水平防渗，下游设排水反滤体，高6m。溢洪道堰型为驼峰堰，堰顶高程1190m，设五孔钢闸门控制，单孔净宽9m，下设差动式挑流鼻坎消能，全长208m，最大泄量2384 m3/s。输水洞为压力遂洞，进口高程1173.00m，洞径2.2m变1.8m，
土石坝渗流
土石坝渗流 土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。土石坝是历史最为悠久的一种坝型。 土石坝渗流基本概况： 渗透变形是指在坝体及坝基中的渗流作用下，由于其机械或化学作用，使土体颗粒流失、产生局部破坏的变形(如管涌或流土等)。 渗透变形的形式与土料性质、土粒级配、水流条件以及防渗、排渗措施等多个因素有关；管涌和流土的发生与散粒土渗透变形破坏坡降的大小有关。诸多学者根据力学平衡原理，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、扎马林模型公式等，遗憾的是这些公式都未考虑与级配特征有关的参数，导致这些理论公式与实测值之间尚存在一些差距。 土石坝渗流基本目的： 土石坝渗流分析的目的是：①确定坝体浸润线和下游逸出点位置，绘制坝体及地基内的等势线或流网图；②计算坝体和坝基渗流量，以便估算水库的渗漏损失和确定坝体排水设备的尺寸；③确定坝坡出逸段和下游地基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透比降，以判断该处的渗透稳定性；④确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置，
估算孔隙压力，供上游坝坡稳定分析之用。 土石坝渗流基本形式： 渗透变形的型式及其发生发展过程，与土料性质、土粒级配、水流条件以及防渗、排水措施等因素有关，一般有管涌、流土、接触冲刷和接触流失等类型。工程中以管涌和流土最为常见。 (1)管涌 坝体或坝基中的无黏性土细颗粒被渗透水流带走并逐步形成渗流通道的现象称为管涌，多发生在坝的下游坡或闸坝下游地基面渗流逸出处。黏性土因颗粒之间存在凝聚力且渗透系数较小，所以一般不易发生管涌破坏，而在缺乏中间粒径的非黏性土中极易发生。 (2)流土 在渗流作用下，产生的土体浮动或流失现象。发生流土时土体表面发生隆起、断裂或剥落。它主要发生在黏性土及均匀非黏性土体的渗流出口处。 (3)接触冲刷 当渗流沿着两种不同土层的接触面流动时，沿层面带走细颗粒的现象称为接触冲刷。 (4)接触流失 当渗流垂直于渗透系数相差较大的两相邻土层的接触面流动时，把渗透系数较小土层中的细颗粒带入渗透系数较大的另一土层中的现象，称为接触流失。
理正渗流分析软件
第一章 功能概述 渗流分析计算软件主要分析土体中的渗流问题。适用于勘察、设计等单位进行土堤、土坝的渗流分析、闸坝地基的渗流分析、堤防的渗流分析、基坑降水的流场分析等。并可以将流场的数据传递到稳定分析软件，以便分析考虑流场的稳定问题。 ⑴ 渗流的分析方法：公式方法和有限元方法。 ⑵ 公式方法依据《堤防工程设计规范》提供的计算公式。适用于下列情况： 一般稳定渗流计算； 双层地基稳定渗流计算； 水位上升过程中不稳定渗流计算； 水位降落过程中不稳定渗流计算。 ⑶ 有限元方法是依据非饱和土理论、根据基本的渗流理论――达西定律等，采用有限元方法分析稳定流及非稳定流中多种边界条件、多种材料的堤坝、或土体的渗流分析。但有限元法分析渗流问题是以线性达西定律为基础，因此不适应非线性达西定律的流场分析及不满足达西定律的流场分析。
第二章 快速操作指南 2.1 操作流程 图2.1-1 操作流程 2.2 快速操作指南 2.2.1 选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。 2.2.2 计算项目选择
选择渗流计算所采用的方法（有限元分析法与公式法）： 图2.2-2 计算项目选择 2.2.3 增加计算项目 点击【工程操作】菜单中的【增加项目】菜单或“增”按钮来新增一个计算项目。 图2.2-3 增加计算项目界面 2.2.4 编辑原始数据 录入或选择渗流分析所需的各种原始数据，有限元法和公式法交互窗口分别如图2.2-4和2.2-5。
图2.2-4 有限元数据交互对话框 图2.2-5 公式法数据交互对话框 注意： 1. 集中的参数交互界面，即把几乎所有的参数置于一个界面上，操作简单，大大提高了人机交互的效率，这是理正岩土系列软件的一个共性特征。 2. 同时提供了有关参数的即时弹跳说明信息，方便用户理解参数的意义。 2.2.5 计算结果查询
不透水地基上均质土石坝的渗流计算
不透水地基上均质土石坝的渗流计算 以下游有水而无排水设备的情况为例。 计算时将土坝剖面分为上游楔形体,中间段和下游楔形体三段,如图1所示。 图1不透水地基上均质坝的渗流计算图 为了简化计算,根据电拟实验的结果,上游楔形体AMF 可用高度为H 1,宽度为1H L λ=?的等效矩形代替,λ值由下式计算: 1 211+=m m λ (1) 式中 1m ——上游坝面的边坡系数,如为变坡则取平均值。 这样就将上游面为坡面的渗流转换为上游面为铅直面的土石坝渗流问题。对所讨论情况的渗流计算可分两段进行,即坝身段(EOB”B ')及下游楔形体段(B’B”N ),见图1(a)。 按式(1)得通过坝身段的渗流量为: L a H H K q ' +-=2)(2 02211 (2) 式中 0a ——浸润线出逸点在下游水面以上高度； K ——坝身土壤渗透系数； H 1——上游水深； H 2——下游水深； L '——见图1。 通过下游楔形体的渗流量,可分下游水位以上及以下两部分计算,见图1(b)。 根据试验研究认为，下游水位以上的坝身段与楔形体段以1：0.5的等势线为分界面，下游水位
以下部分以铅直面作为分界面，与实际情况更相近，则通过下游楔形体上部的渗流量'2q 为： ()?+=+='0020225.05.0a m a K dy y m y K q (3) 通过下游楔形体下部的渗流量" 2q 为 222022 0221)5.0(m H m a m H a K q +++=" （4） 通过下游楔形体的总渗流量为2q : )1(5.02 0220222H a a H m a K q q q m +++="+'= （5） 式中 () 2225.02+=m m a m 根据水流连续条件,q q q ==21 ,并联立式(2)、式(5)两式,就可求出两个未知数渗流量q 和逸出点高度0a 。 浸润线由式(4)确定。上游坝面附近的浸润线需作适当修正:自A 点作与坝坡AM 正交的平滑曲线,曲线下端与计算求得的浸润线相切于A’点。 当下游无水时,以上各式中的H 2=O ；当下游有贴坡排水时,因贴坡式排水基本上不影响坝体浸润线的位置,所以计算方法与下游不设排水时相同。 有褥垫排水的均质坝 和有棱体排水的均质坝渗流计算公式。 标签：不透水地基上均质土石坝的渗流计算
渗流稳定计算
赤峰市红山区城郊乡防洪工程 稳定计算 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，堤高米（P=2%），半支箭左岸（0+）横断面，堤高米（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++-+=）（ （） H m m b 121+-+=）（H H L （） 1111 2m m H L +=? （） 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(122022222+H 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 02q h y - ……………（） 式中：q'= ）（021112 0211m 2m 2k h m H L h H -++-+0211010m k h m H L h H T -+-（） k ——堤身渗透系数； k 0——堤基渗透系数；
渗流分析
大坝的渗流与防渗 摘要:本文概述了渗流的形成、渗流的危害、渗流计算原理以及在水利工程施工中进行渗流控制常用的工程措施，总结目前渗流和防渗的研究成果，认为渗流或多或少的会存在于各种挡水、蓄水建筑以及土木工程施工中，无法避免渗流发生。但是随着研究手段、工艺的不断进步，对渗流研究程度不断深入，已能够对不同工程环境下渗流进行定性和定量的分析，并相应采取合适的措施控制渗流，虽然无法避免也掌控之，也能将渗流控制在工程安全的范围之内。 关键字：渗流防渗渗流原理 渗流和渗透控制是水利工程中的一项非常重要的课题，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。 1 渗流概述 水在土体孔隙中流动的现象称为渗流。水在土中的存在状态有，气态水、附着水、薄膜水、毛细水和重力水，其中重力水是渗流理论研究的对象 [1]。在水利工程中，常见到的渗流类型主要 有四个方面： ①通过挡水建筑物的渗流。目前已经建 成的水工建筑物和许多挡水建筑物，如大坝、 围堰等，广泛采用有一定透水性的材料（如 土、堆石）筑成，因此水可以通过建筑物中 的孔隙流动，形成了渗流。 ②水工建筑物地基中的渗流。若挡水建筑物的地基是 透水的，如土砂砾石、岩石地基等，都会不同程度的产生 渗水。 ③集水建筑物的渗流。在土壤改造 及建筑物施工中，为了降低地下水位， 常常采用集水井或集水廊道，集中地下 水，并将其排走，以降低地下水 位，防止土壤盐碱化和创造施工 条件。 ④水库及河渠的渗流。水库