大坝渗流分析.
大坝工程的渗流与渗透性分析
大坝工程的渗流与渗透性分析大坝是一种重要的水利工程，用于治理河流、储存水源和发电等多种目的。
在大坝工程中，渗流与渗透性是一项重要的考虑因素。
渗流是指水在土壤或岩石中的渗透和流动过程，而渗透性是指材料通过水的能力。
本文将对大坝工程的渗流与渗透性进行分析和探讨。
首先，大坝工程中的渗流问题是非常重要的。
由于大坝的主要功能是储存和利用水资源，渗流会导致大量的水资源损失。
渗流还可能引发大坝破坏和溃坝等危险情况。
因此，渗流问题必须得到有效的解决和控制。
其次，渗透性是影响渗流的一个关键因素。
渗透性是指土壤或岩石通过水的能力，也是不同材料的一种性质。
渗透性的大小决定了水在土壤或岩石中的渗透速率和流动性。
渗透性与材料的孔隙度、孔隙结构和渗透介质的颗粒分布等因素密切相关。
在大坝工程中，渗透性的分析与评估是非常重要的。
通过对大坝渗透性的评估，可以确定渗透路径和渗透速率，为后续的渗流控制和防护措施提供依据。
同时，在大坝的设计和施工过程中，也需要根据渗透性进行适当的调整和改进，以确保大坝的安全性和稳定性。
为了解决大坝工程中的渗流与渗透性问题，科学方法和技术手段得到了广泛应用。
其中，地质勘探和水文地质调查是最基础的工作。
通过对地质构造和地质层系的研究，可以初步了解大坝周围的地质情况，包括渗透性较高的地质体和渗透阻力较大的地质体。
水文地质调查可以通过水文地质探针、水位监测和地下水位等手段，来评估地下水位和地下水流动情况，为渗透性分析提供数据支持。
此外，也可以通过实地试验和数值模拟的方法进行渗透性分析。
实地试验通常是利用模型坝进行，通过模拟真实的渗透情况，研究渗透路径和渗透速率。
数值模拟是利用计算机模拟方法，基于已知的地质和水文地质数据，模拟渗透过程，以预测和分析不同场景下的渗透行为。
在大坝工程中，渗流与渗透性分析是非常重要的一环。
通过对渗透性的评估和分析，可以为渗流问题的解决提供技术支持和决策依据。
同时，在大坝的设计和施工过程中，应根据渗透性的要求，采取相应的措施和技术，确保大坝的安全性和稳定性。
花桥水库大坝渗漏量监测资料及渗流计算分析
花桥水库大坝渗漏量监测资料及渗流计算分析花桥水库是一个重要的水利工程项目，其大坝的稳定性和渗漏量是工程安全和运营的关键因素。
监测和分析大坝的渗漏量可以帮助评估大坝结构的安全性，并制定相应的维护和改进措施。
首先，对大坝渗漏量进行监测是必要的。
监测主要包括以下几个方面：1.监测站点的选择：选择合适的监测站点是确保监测数据准确性和代表性的关键因素。
监测站点应从不同位置和不同高度进行布设，以全面了解大坝渗漏的情况。
2.监测装置的安装：合理选择渗流计、流量计等监测装置，并确保其正确安装和校准。
监测装置应具有高精度和可靠性，以保证监测数据的准确性和可靠性。
3.数据记录和处理：监测数据应定期记录和存储，并进行及时的数据处理和分析。
监测数据的分析包括对渗漏量的时序变化、空间分布和趋势变化的评估和分析。
在获得大坝渗漏量的监测数据后，需要进行渗流计算和分析。
渗流计算是根据渗漏量监测数据以及地质条件、水位变化等因素通过数学模型进行的。
常用的渗流计算方法包括限制流力学理论、有限元法、有限差分法等。
根据不同的工程实际情况和要求选择合适的计算方法。
渗流计算的目标是分析大坝渗漏量的原因和机制，并评估大坝结构的安全性。
渗漏量的计算结果可以为大坝的设计、施工和运维提供科学依据，为大坝项目的改进和维护指明方向。
对于花桥水库大坝的渗漏量监测和渗流计算分析，可以按照以下步骤进行：1.收集和整理渗漏量监测数据，包括不同时间和位置的渗漏量数据。
2.进行渗流计算，选择适当的计算方法和模型，并利用监测数据进行数值模拟。
3.分析渗漏量的变化趋势和空间分布特点，检测渗漏量异常变化的原因。
4.评估大坝结构的安全性，包括对渗漏量对大坝稳定性的影响进行评估，并提出相应的改进和维护措施。
5.总结分析结果，提出渗漏量监测和渗流计算的经验和教训，为类似工程项目的设计和施工提供参考。
通过以上步骤的渗漏量监测和渗流计算分析，可以为花桥水库大坝的持续运行和安全管理提供必要的技术支持和决策依据。
水库大坝渗流问题及防渗措施
《河南水利与南水北调》2023年第7期工程建设与管理水库大坝渗流问题及防渗措施郝雷，庄作义（临沂市水利工程处，山东临沂276000）摘要：渗流一直以来是影响水库大坝安全的重要问题，主要影响因素包括地质条件差、坝基岩体不连续或是坝体填筑材料。
目前主要的处理措施包括在基础下设置灌浆帷幕、在黏土芯接触面设置反滤层、坝体下游设置排水沟、坝址处设置防渗墙等。
由于基础材料力学性能不同、水力压裂、不均匀沉降等问题，坝体易形成裂缝并进一步加剧渗流问题，形成渗流通道，故预防水库大坝渗流的关键点就在于排水。
关键词：渗流；水库大坝；水力压裂；排水中图分类号：TV697.3文献标识码：B文章编号：1673-8853（2023）07-0101-02Seepage Problems and Seepage Control Measures of Reservoir DamHAO Lei,ZHUANG Zuoyi（Linyi Water Conservancy Engineering Office,Linyi276000,China）Abstract：Seepage has always been an important problem affecting the safety of reservoir dams.The main influencing factors include poor geological conditions,discontinuity of dam foundation rock mass or dam filling materials.At present,the main treatment measures include setting up the grouting curtain under the foundation,setting up inverted filter layer on the contact surface of clay core,setting up drainage ditch downstream of the dam body,and setting the anti-seepage wall at the dam site.Due to the different mechanical properties of basic materials,hydraulic fracturing,uneven settlement and other problems,the dam body is prone to form cracks and further aggravate the seepage problem,forming seepage channels.Therefore,the key point to prevent seepage of the reservoir dam is drainage.Key words：seepage;reservoir dam;hydraulic fracturing;drainage0引言水库大坝运行期间可能会出现水力问题，从而威胁其安全。
基于ANSYS的大坝渗流分析研究
总体而言，ANSYS在大坝渗流分析中具有重要的应用价值和潜力。未来可以 进一步探索ANSYS在解决实际工程问题中的其他应用，为水利工程领域的科学研 究和技术发展提供更全面的支持。
谢谢观看
然而，ANSYS在应用于大坝渗流分析时也存在一定的局限性。例如，对于复 杂的三维模型，网格划分和计算量可能会变得非常大，需要较高的计算资源和时 间成本。此外，ANSYS的数值计算结果也会受到许多因素的影响，如模型的简化 程度、参数设置是否合理等。因此，在使用ANSYS进行大坝渗流分析时，需要充 分考虑这些因素，并进行必要的实验验证和对比分析，以确保分析结果的准确性 和可靠性。
结论
本次演示介绍了基于ANSYS的大坝渗流分析方法及其应用。通过文献综述， 总结了ANSYS在水利工程领域的应用及研究现状，指出了现有研究的不足之处。 在此基础上，阐述了ANSYS进行大坝渗流分析的基本原理、方法和流程，并通过 实例分析展示了ANSYS在解决实际工程问题中的应用。最后，对实例分析的结果 进行了讨论和评价，总结了ANSYS在大坝渗流分析中的优势和适用性，并指出了 其局限性。
结果表明，ANSYS作为一种强大的数值计算和可视化工具，在应用于大坝渗 流分析时能够有效地模拟渗流场的分布情况和影响因素。同时，ANSYS还具有广 泛的适用性和灵活性，可以针对不同的工程实际问题进行模型的灵活调整和优化 计算。然而，对于复杂的三维模型和特定的工程问题，仍需充分考虑ANSYS的局 限性，并进行必要的实验验证和对比分析。
实例分析
以某实际大坝渗流问题为例，运用ANSYS进行渗流分析。首先，根据大坝的 结构特征和实际运行环境，建立大坝及周围区域的几何模型；然后，根据工程实 际情况，将模型划分为适当的计算网格；接着，设定合理的边界条件和材料属性， 进行数值计算；最后，根据计算结果进行后处理，得到渗流场的分布情况。
(优选)大坝渗流分析详解.
心墙土料的渗透系数很小，比坝壳小10E4倍以上，可不
考虑上游楔形体降落水头的作用。下游坝壳的浸润线也较平
缓，水头主要在心墙部位损失。下游有排水时，可假定浸润
线的出逸点为下游水位与堆石内坡的交点A。
将心墙简化为等厚的矩形，δ＝（δ1+δ2)/2,则可求通 过心墙段的单宽流量q1和心墙下游坝壳的单宽流量q2，联立
q1
k[( H12
(a0 2L'
t)2 ]
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：
q2
ka 0 m2
(1
ln
a0 t
t)
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’。
连续条件：
k x
H x
H vy k yJ k y y
vx vy 0 x y
二维渗流方程：
kx
2H x 2
ky
2H y2
0
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）。
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
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。
大坝渗流分析讲义
大坝渗流分析讲义
大坝渗流分析是针对大坝在长期运行中可能出现的渗漏问题进行的一
种技术分析。
大坝作为一种重要的水利工程结构，其稳定性和安全性对水
利工程的正常运行至关重要。
渗流问题的发生会影响大坝的稳定性，甚至
会导致大坝破坏，给下游区域造成严重的水灾危害。
因此，大坝渗流分析
是评估和解决渗流问题的重要手段。
2.渗流量计算：通过渗流量的计算，可以评估大坝渗流的强度和规模。
渗流量的大小直接影响到大坝的稳定性，因此，需要合理地评估和控制渗
流量。
3.渗流速度分析：渗流速度是渗流问题的另一个重要参数。
通过渗流
速度的分析，可以评估渗流的速度和渗流的扩散范围。
在设计和施工过程中，需要根据渗流速度的分析结果，来判断可能出现渗漏的情况，并采取
相应的措施来防止渗漏的发生。
4.渗流压力分析：渗流压力是渗流问题的关键指标之一、渗流压力的
大小和分布直接影响到大坝结构的稳定性。
通过对渗流压力的分析，可以
评估渗流压力的大小和分布，确定可能出现渗漏的位置和程度，并采取相
应的措施来减小渗流压力的影响。
在大坝渗流分析中，一般采用数值计算的方法来进行渗流场的模拟。
数值计算可以更加准确地模拟大坝渗流场的分布和特征，并可以考虑各种
影响因素对渗流的影响。
在进行数值计算时，需要对大坝的结构和渗透条
件进行合理的模拟和假设，以获得准确的分析结果。
长江三峡大坝的渗流问题研究
长江三峡大坝的渗流问题研究长江三峡大坝是中国近年来最具代表性的工程之一，建设于20世纪90年代，位于湖北、重庆和四川之间的一带，是世界上最大的水利工程之一。
然而，随着大坝的建设和水库的充水，渗流问题逐渐凸显出来。
渗流是指水流通过大坝或堤坝的裂缝或孔洞进入周围土壤或岩石中的现象。
渗流问题对大坝的稳定性和安全性造成了潜在的威胁，因此需要对其进行深入的研究和分析。
一方面，大坝渗流问题的出现与地质条件有关。
长江三峡大坝所在地区为复杂的地质构造区，岩石中常常存在有裂缝和孔洞，这些不规则的构造对渗流起到了促进作用。
此外，地质条件还决定了地下水位的高低，高地下水位往往会加剧渗流问题的出现。
另一方面，大坝渗流问题与工程设计和施工中的缺陷密切相关。
首先，大坝的设计要充分考虑渗流的问题，包括渗流路径和量的计算，以及相关的渗流控制措施的提出。
然而，由于对地质条件和水文地质情况了解不足，设计过程中可能存在一些漏洞，导致渗流问题的出现。
其次，施工过程中的一些质量问题也可能导致渗流问题。
例如，施工中使用的材料质量不过关，施工工序不严格按照设计要求进行，都可能导致渗流问题的出现。
为了解决长江三峡大坝的渗流问题，首先需要对其进行全面的调查和研究。
这包括对地质条件、水文地质情况和大坝结构的详细调查分析，以了解存在的渗流问题的具体来源和规模。
同时，还需要研究渗流路径和量的计算方法，以及渗流现象对大坝安全性的影响。
基于这些研究结果，可以制定相应的渗流控制措施，包括大坝结构的增强和维护，渗流通道的封堵和改善，地下水位的调控等。
在实际施工中，还需要加强质量控制和施工工艺的规范，确保大坝的建设质量和稳定性。
在研究渗流问题过程中，还需要充分考虑环境保护和生态效益。
长江三峡地区是中国重要的生态保护区域之一，大坝渗流问题的解决需要兼顾到水库和周围环境的生态平衡。
因此，在渗流控制措施的制定和实施过程中，需要特别注意生态环境的保护和恢复。
总结而言，长江三峡大坝的渗流问题存在一定的复杂性和难度，解决这一问题需要对地质条件、工程设计和施工等方面进行综合研究和分析。
花桥水库大坝渗漏量监测资料及渗流计算分析
花桥水库大坝渗漏量监测资料及渗流计算分析花桥水库是我国的一座重要水源库，位于山区，是当地重要的供水来源之一。
水库大坝的安全性对当地的水资源保障起着至关重要的作用。
由于水库大坝长期承受着水压力，难免会出现一定程度的渗漏现象。
及时监测和分析水库大坝的渗漏量是非常必要的。
一、监测资料的收集1. 采集渗漏水样品为了对水库大坝的渗漏情况进行监测，首先需要采集渗漏水样。
通过在大坝表面和下游地面周围设置采样点并定期采集水样，可以了解渗漏水的性质及其变化规律。
根据实验室对水样的组成分析和处理，可以对渗漏水的来源和渗漏特征进行初步的诊断。
2. 安装渗流计除了采集水样外，还需要在大坝内部和外部设置渗流计，用于长期、连续地监测渗漏量。
通过传感器采集的数据，可以及时发现渗漏情况，并对渗漏量进行实时监测。
安装在水库大坝的渗流计要具备高灵敏度和高精度，以确保监测数据的准确性。
二、渗流计算分析1. 计算渗漏水量基于采集到的渗流计数据，可以进行渗漏水量的计算和分析。
在水库大坝的上游和下游设置水流量计，并配合渗流计数据进行对比分析，得出渗漏水量的准确数值。
这个数值的计算与分析可以帮助水库管理人员了解水库大坝的实际工作状态，并及时制定维护和修复方案。
2. 渗漏水的渗透性分析通过对水样的分析和处理，可以得出渗漏水的渗透性参数。
渗透性参数的分析可以帮助我们更好地了解渗漏水的来源和特性，并为采取有效防治措施提供科学依据。
根据渗透性参数的变化规律，可以进行预测和预警，提前采取对策，以确保水库大坝的安全性。
三、渗漏防治建议1. 加强大坝检查对于已经发现渗漏现象的水库大坝，建议加强定期检查，发现问题及时修复。
通过定期的大坝巡查和检测，可以及时发现漏水点，并进行必要的修复工作，避免漏水现象的扩大和加剧。
2. 加固渗漏部位对于渗漏较为严重的部位，可以考虑采取加固措施。
通过重建大坝或者在渗漏部位进行补漏处理，可以有效地减少渗漏水量，提高水库大坝的安全性。
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kc [ H12 h 2 ] q1 2
k[ h 2 t 2 ] q2 2L
2018/8/2
14
（三）斜墙坝的渗流计算 将斜墙简化为等厚的矩形，δ ＝（δ 1+δ 2)/2,则可求通 过斜墙的单宽流量q1和斜墙坝壳的单宽流量q2，联立求得h和q
kc [ H12 h 2 ] q1 2 sinθ
18/8/2 9
通过第一段EOB B 的渗流量为：
’ ’’
k[(H12 (a0 t ) 2 ] q1 2 L' 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： ka 0 a0 t q2 (1 ln ) m2 t
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。
2018/8/2 4
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：
H v x k x J k x x 连续条件： vx v y 0 x y
H v y k y J k y y
2 1 2
2018/8/2
13
（二）心墙坝的渗流计算 心墙土料的渗透系数很小，比坝壳小10E4倍以上，可不 考虑上游楔形体降落水头的作用。下游坝壳的浸润线也较平 缓，水头主要在心墙部位损失。下游有排水时，可假定浸润 线的出逸点为下游水位与堆石内坡的交点A。 将心墙简化为等厚的矩形，δ ＝（δ 1+δ 2)/2,则可求通 过心墙段的单宽流量q1和心墙下游坝壳的单宽流量q2，联立 求得心墙后浸润线高度h和q
2018/8/2
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。
k[ h 2 t 2 ] q2 2L
2018/8/2
15
（四）有限深透水地基土石坝的渗流计算 1、均质坝的渗流计算 均质坝透水地基深度为T，渗透系数为KT，坝体渗透系数 为k，可将坝体和坝基分开计算。坝体部分按不透水地基计算。 可假定坝体不透水，按下式计算坝基的渗流量：式中n为流线 弯曲对渗径的影响，可查表。 k HT
二维渗流方程：
2H 2H kx ky 0 2 2 x 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）。 2018/8/2 5
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 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。
2018/8/2
6
y v kJ k x 单宽流量：
平均流速：
y q v y ky x
（*）
自上游面（x＝0，y=H1)至下游 面（x=L,y=H2)积分得：
2q H H L k 2 k ( H12 H 2 ) q 2L
2 1 2 2
2018/8/2
积分（*），可得浸润线方程：
he L2 H12 L
代入流量公式，可得单宽流量：
k (H H ) q 2L
2 1 2 e
2018/8/2
12
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 L ( H1 t ) L
2 2
k[ H he t ] q 2L
2q H y x （△） k
2 1 2
7
（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”。
2018/8/2
8
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Δ L m1 L H1 1 2m1 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。
2018/8/2
3
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。
§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
2018/8/2
1
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
2018/8/2 10
②下游有褥垫排水 根据流体力学计算表面，浸润线可由一通过E并以排水 起点为焦点的抛物线来表示。焦点处的高度为he，抛物线的 原点在排水起点后he/2处，可得抛物线的公式为：
y h L x 2he
2 2 e
2018/8/2
11
抛物线通过E(x=0,y=H1),代入可得
2 H1 he2 L 2he