理正岩土使用手册-渗流分析
理正软件计算土石坝渗流稳定

用理正软件计算土石坝渗流稳定的方法1渗流计算1在CAD中绘制土石坝横断面图,图中坝坡下的长垫层为基岩,图例中有两种基岩,根据情况有几种画几种,长度为1.5-2倍坝长,注意不能使用镜像。
绘制时要注意并另存为DXF文件(最好存为最低版本即2000)2进行渗流计算打开理正岩土软件,选择渗流分析计算在选工程中选择软件生成结论的存储位置如上例,计算结论存在e盘考博文件中,确认后弹出下图直接点确认即可。
确认后点增,选择系统默认例题,点确认然后自动弹出下图中对话框然后点击左上角的“辅助功能”选择“读入DXF文件自动生成坡面、节点、土层数据”,弹出以下对话框选择已画好的CAD图打开打开后出现如下对话框,在图上双击后可放大图形,放大后可看到起始点编号(起始点在图中用红圈标出,及上游坝坡起始点)。
坡面线段数及坝坡分为几段,无马道土石坝坡面线段数为3,图例中有9条。
弹出以下对话框,在坡面形状中填写正确的上下游水位节点坐标一栏为理正自动生成坐标,不用修改土层定义一栏如下图,图中不同土性区域数为软件自动生成软件同时为不同区域编号,双击图中土石坝图形放大图形可以看到编号(如下附图2)Kx,Ky为土层的x,y向的渗透系数,同一土层两数相等且等于土层渗透系数,对应区号输入渗透系数(渗透系数由地质资料中查找)α值若无资料则都为0计算即可。
附图2面边界条件中,同样双击放大土石坝剖面图可以看到节点编号,顺时针输入计算所需要的坡面信息(即始末节点编号),面边界个数及浸润线可能经过的面,即上游所有水面线以下的坡面加上坝基上表面,下游所有坡面加坝基上表面,如图,蓝色为已知水面线,红色为可能的浸出面.点边界描述项数为2,节点即上下游水面线与坝体的交点,若下游无水则为下游坝脚,取值为0。
计算参数栏为系统默认,不用修改输出结果栏目中,需注意流量计算截面的点数一栏和理正边坡文件接口一栏。
流量计算截面的点数即下游截面所有点和基岩上表面所有点,如本例有5个,且须在右边一栏输入5个节点的坐标,坐标从第二栏节点坐标中查找。
理正尾矿库渗流稳定分析的步骤及关键参数

理正尾矿库渗流稳定分析的步骤及关键参数尾矿库是矿山开采中产生的废矿渣储存设施,其渗流稳定性是保障矿山环境安全的重要因素之一。
在进行尾矿库渗流稳定分析时,需要遵循一系列步骤,并确定关键参数。
本文将介绍理正尾矿库渗流稳定分析的步骤及关键参数,以帮助读者深入了解尾矿库的渗流稳定性分析。
步骤一:收集基础数据首先,进行尾矿库渗流稳定分析前,需要收集相关的基础数据。
这些基础数据包括尾矿库的几何结构、土质材料参数、附近地质情况以及气候条件等。
通过收集这些数据,可以为后续的渗流稳定性分析提供有力的依据。
步骤二:构建工程模型第二步是构建尾矿库的工程模型。
模型的建立通常借助于专业软件或者其他工程建模方法。
在构建模型时,需要设定合适的边界条件,包括地下水位、边坡参数等。
通过工程模型的建立,可以模拟尾矿库的渗流场,进而评估其渗流稳定性。
步骤三:选择适当的渗流模型在进行渗流稳定性分析时,需要选择适当的渗流模型。
常用的渗流模型有Darcy定律模型、渗透-压缩模型等。
根据实际情况,选择合适的渗流模型可以更好地模拟尾矿库的渗流行为,并准确预测其稳定性。
步骤四:确定关键参数确定关键参数是尾矿库渗流稳定分析的关键步骤之一。
关键参数包括土质材料的渗透系数、孔隙度、渗透压等。
这些参数的准确性直接影响到渗流稳定性分析的结果。
通常可以通过室内实验或现场取样等手段来确定这些参数值。
步骤五:对渗流稳定性进行数值模拟在确定了关键参数后,可以使用数值模拟方法对尾矿库的渗流稳定性进行评估。
数值模拟可以预测尾矿库的渗流场及稳定性状况,并进行相应的分析和优化设计。
在数值模拟过程中,需要将步骤二中的工程模型纳入模拟计算。
步骤六:评估渗流稳定性数值模拟完成后,需要对尾矿库的渗流稳定性进行评估。
评估过程中,可以考虑安全系数、渗流轴线位置移动等指标。
通过评估渗流稳定性,可以判断尾矿库的水密性和稳定性,为进一步的施工和管理提供科学依据。
关键参数一:土质材料的渗透系数土质材料的渗透系数是尾矿库渗流稳定性分析中的重要参数之一。
理正岩土渗流就边坡稳定

断面图中,初期坝一般是由堆石组成,尾矿堆积坝 是由尾矿颗粒组成,地基为具有一定承载力的岩石 或者其他地基。 由于湿法尾矿排放时,尾矿本身含有大量的水(质 量浓度一般为25∽30%),还有尾矿库库区汇水面 积内的雨水进入尾矿库,所以在某个标高下整个尾 矿坝坝体内的水一定时间内会形成渗流,这样就存 在一个自由的液面,即浸润线。 渗流分析计算模块就可以用来计算浸润线。 根据上面的断面图,在最高洪水位(70m干滩)情 况下计算出来的浸润线如下图:
红色线为该尾矿坝计算浸润线
边坡稳定计算模块
采用前述计算浸润线的尾矿坝断面,来进行边坡稳 定计算,计算结果为一安全系数值,与规范规定值 进行比较。该库初期坝高30m,堆积坝高60m,总 坝高90m,为三等库。规范规定安全系数最小值为: 简化毕肖普法为1.20,;瑞典圆弧法为1.10。
采用理正岩土软件的方便之处就是 用边坡稳定计算模块可以直接读取 其渗流分析计算模块的结果,从而 不用再次建立二维断面模型。 模块本身提供了两种计算方法(由 于土体稳定计算理论假设的不同而 形成的,各有适应的范围):简化 毕肖普法和瑞典圆弧法616
瑞典圆弧法,安全系数为1.169
由于土体理论本身的问题,毕肖普法比瑞典圆弧 法计算出来的边坡稳定安全系数要大一些,这也 是规范规定的1.20要>1.10的原因。 同样的模型计算,结果也是毕肖普法>瑞典圆弧 法。(1.616>1.169)
理正岩土系列软件中的渗流分析计算模块和边坡 稳定计算模块的介绍及其在尾矿专业当中的应用 汇报完毕。 请各位指正!
各位领导、同事,大家上午好!
理正岩土计算 软件
1、渗流分析计算 2、边坡稳定计算
理正岩土系列软件是北京理正软件股份有 限公司开发的,用于岩土工程方面的一些 简单、实用型的计算。我们尾矿专业现在 主要使用其的两个模块。即渗流分析计算 模块和边坡稳定计算模块。
理正软件计算土石坝渗流稳定

用理正软件计算土石坝渗流稳定的方法1渗流计算1在CAD中绘制土石坝横断面图,图中坝坡下的长垫层为基岩,图例中有两种基岩,根据情况有几种画几种,长度为1.5-2倍坝长,注意不能使用镜像。
绘制时要注意并另存为DXF文件(最好存为最低版本即2000)2进行渗流计算打开理正岩土软件,选择渗流分析计算在选工程中选择软件生成结论的存储位置如上例,计算结论存在e盘考博文件中,确认后弹出下图直接点确认即可。
确认后点增,选择系统默认例题,点确认然后自动弹出下图中对话框然后点击左上角的“辅助功能”选择“读入DXF文件自动生成坡面、节点、土层数据”,弹出以下对话框选择已画好的CAD图打开打开后出现如下对话框,在图上双击后可放大图形,放大后可看到起始点编号(起始点在图中用红圈标出,及上游坝坡起始点)。
坡面线段数及坝坡分为几段,无马道土石坝坡面线段数为3,图例中有9条。
弹出以下对话框,在坡面形状中填写正确的上下游水位节点坐标一栏为理正自动生成坐标,不用修改土层定义一栏如下图,图中不同土性区域数为软件自动生成软件同时为不同区域编号,双击图中土石坝图形放大图形可以看到编号(如下附图2)Kx,Ky为土层的x,y向的渗透系数,同一土层两数相等且等于土层渗透系数,对应区号输入渗透系数(渗透系数由地质资料中查找)α值若无资料则都为0计算即可。
附图2面边界条件中,同样双击放大土石坝剖面图可以看到节点编号,顺时针输入计算所需要的坡面信息(即始末节点编号),面边界个数及浸润线可能经过的面,即上游所有水面线以下的坡面加上坝基上表面,下游所有坡面加坝基上表面,如图,蓝色为已知水面线,红色为可能的浸出面.点边界描述项数为2,节点即上下游水面线与坝体的交点,若下游无水则为下游坝脚,取值为0。
计算参数栏为系统默认,不用修改输出结果栏目中,需注意流量计算截面的点数一栏和理正边坡文件接口一栏。
流量计算截面的点数即下游截面所有点和基岩上表面所有点,如本例有5个,且须在右边一栏输入5个节点的坐标,坐标从第二栏节点坐标中查找。
理正岩土常见问题-渗流-水力学

常见问题渗流1.渗流软件中利用有限元法进行稳定流计算,为什么会出现不同截面计算的流量不同?流量截面一般设在哪?答:本系统采用非饱和土理论计算渗流,因此在浸润线以上的土体中仍有流量发生,故不同截面计算的流量不同。
一般设在偏近上游水位处。
2.渗流软件中下游水位低于0水位如何交互?默认例题中为何不能显示?答:因为只有水位线与坡面线相交时,水位线才能显示出来。
若要交互水位低于堤坝外侧的坡面线时,处理方法有下列两种:1)不绘出水位符号,只要交互边界条件正确就可;2)将背水坡的坡面线向下多交互几段,使得坡面线可以与水位线相交即可。
3.渗流软件中土层的含义软件用的是非饱和理论,软件中土层一项代表“界限孔隙负压”。
该值用于判断是否到了负压区,其中圆砾为-0.8,粘土为-15。
软件取用如下:4.软件算出的比降值为何比手算的大很多?答:比降值是两点间的总水头差和两点间距离的比值,由于软件是有限元计算的,输出的值由剖分长度决定,由于剖分长度很小,通常变化剧烈的地方,显示出的比降值会比较大。
而手算通常是大比例的,变化相对平缓,因此通常会小于软件计算的。
可以将软件的剖分长度给大些,比如10,比降值就有可能降低。
5.公式法计算心墙式土堤,下游无水的情况下,为何改变上游水位高度,比降值没有变化?答:因为公式法是依据《堤防工程设计规范》GB50286—98开发的,在该规范E.5.2.1章中,下游无水的比降公式是:2211m J +=和 21m J = ,其中m 2是下游坡的斜率,是常量,因此比降没有变化。
弹性地基梁1. 弹性地基梁(文克尔模型)和弹性地基梁(梁与地基共同作用)中的文 克尔模型有何不同?答:弹性地基梁(文克尔模型)是把梁和地基共同考虑,用地基的基床系数和梁的弹性模量和惯性矩折算成一个梁的弹性特征值,用这个值带入刚度矩阵计算。
弹性地基梁(梁与地基共同作用)中的文克尔模型是把梁和地基分别考虑,先分别求出地基和梁的平衡方程,再通过梁节点竖向位移和地基沉降相等,可以求得梁与地基共同作用方程计算。
理正渗流与稳定分析步骤

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2 在A u t o 仁 D 口 运行DX FO UT命令 将此图存为DX F文件
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用理 正 软件 计算土 石坝渗 流稳 定 的方法 1 渗 流 计算
1 在 CA D 中绘 制土 石 坝横 断面 图 图 中坝 坡 下 的长 垫 层 为
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2 进行渗流计算 打开理 正岩 土软件 选择渗流分析计算
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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 计算结果查询图2.2-6 计算结果查询窗口计算结果查询界面分为左右两个窗口,左侧窗口用于查询图形结果,右侧窗口用于查询文字结果。
理正软件使用手册

理正软件使用手册一、渗流计算1.打开Auto CAD 绘图软件,将断面图修正简化,或将所需分析的图形直接画出,通过移动将黄海高程系调整到和绘图的纵坐标一致,并将图形放在原点附近,绘图时以米为单位,线与线之间要连接精确,确保各分区为封闭单元。
图形画完后以DXF文件保存在工作路径文件夹下。
2.打开理正岩土计算——渗流分析计算——渗流问题有限元法——在界面选择“增”工具栏——系统默认例题——辅助功能——读入DXF文件自动形成坡面、节点和图层数据。
3.通过移动、放大图形界面找到左下坡脚的节点编号输入坡面起始节点号,坡面数为从迎水面坡脚到背水面坡脚之间的线段数。
点击确定,首先粗略的查看所显示的图形和数据是否基本正确,主要查看闭合区域的个数和线段、节点的个数。
4.若为稳定流分析,输入第一上游水位和下游水位,第二上游水位和下游水位取-1000。
若为非稳定流分析要输入上游第二水位数据。
(这个只是图形显示需要,除了流态其它参数对计算完全不起任何影响,)5.进入面边界条件界面,输入左边边界条件和右边的边界条件,包括已知水头,可能的浸出面。
在非稳定流分析中会有第一项水头随时间变化曲线工具栏,点击它并输入上游水位变化曲线。
此时要保证图形界面显示的图形正确;输入点边界条件,上下游必须要存在边界条件,可以是面边界条件,也可以是点边界条件。
6.输入土层参数,注意渗透系数单位。
7.在输出结果里的理正边坡分析接口文件输入文件名。
若为非稳定流分析还需输入渗流分析的第几步,此时所保存的数据即为此步渗流场的计算数据,这些数据用于边坡稳定分析中计算水位降落期的最小安全系数。
文件自动保存工作路径下。
8.(9.在计算参数界面中输入参数,对非稳定渗流取填入时间分段数,初始渗流的稳定方法一般取稳定渗流的计算方法。
10.点击计算,在主界面图形查询——显示简图为DXF文件,将显示的图形保存,修改后,供打印使用。
11.若显示计算失败,可在计算参数界面中将有限元网格剖分长度减小,或者将判断误差增大。
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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。
2010-5-2606渗流分析(一二三)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 计算结果查询图2.2-6 计算结果查询窗口计算结果查询界面分为左右两个窗口,左侧窗口用于查询图形结果,右侧窗口用于查询文字结果。
第三章 操作说明3.1 关于计算例题的编辑3.1.1 增加例题与删除当前例题1.通过【工程操作】菜单的“增加项目”和“删除当前项目”来增加一个新的例题或删除当前的例题。
2.“增”或“删”按钮增加一个新的例题或删除当前的例题。
通过“算”计算当前选择的例题。
3.1.2 数据的读写通过【辅助功能】菜单的“读入数据文件”可以将原来保存好的数据读进来进行计算;通过【辅助功能】菜单的“数据存盘到文件”可以将当前例题的数据保存在磁盘上。
3.1.3 把典型例题加入例题模板库实际工程中会有一些具有一般代表性的典型例题,当完成该例题的数据交互后,可通过【辅助功能】菜单中的“将此例题加入模板库”把该例题存为例题模板,从而在每次新增例题时可以重复调用该例题的数据,在此基础上修改少量的数据进行计算。
3.1.4 读入理正“边坡稳定”数据文件用于读入理正边坡稳定分析软件的数据文件,与边坡稳定共享坡线、地层信息。
当点此菜单命令时,将会弹出一个对话框选择所要读入的文件名称,再点【打开】按钮则自动读入。
3.1.5 读入DXF文件自动形成坡面、节点、土层数据(复杂土层模块中)提供了另一种交互复杂土层的方法,对于熟练掌握AutoCAD的用户,能更快捷完成复杂土层的交互。
通过【辅助功能】菜单中的“读入DXF文件自动形成坡面、节点、土层数据”把土层交互到土层参数表中。
选择命令后,弹出注意事项对话框(图3.1-1):图3.1-1 读入DXF文件注意事项对话框3.1.6 生成准流网图通过【辅助功能】菜单中的“生成准流网图”生成流网图,并通过“间隔数”的交互及“加删等势线”和“加删流径”按钮命令编辑“等势线”和“流径”的间距。
选择命令后弹出对话框(图3.1-2)图3.1-2 读入DXF文件注意事项对话框3.2 计算简图辅助操作菜单在数据交互界面的左侧图形窗口单击鼠标右键,弹出图形显示快捷菜单,使用该菜单可有效的查看计算简图,可把计算简图存为DXF格式的文件,用AUTOCAD等图形编辑器进行编辑。
3.3 快速查询图形结果3.3.1 选择输出图形结果有限元法:“计算简图”“压力水头各点计算值”“压力水头等值线”“压力水头彩色云图”“总水头各点计算值”“总水头等值线”2010-5-2606渗流分析(一二三)“总水头彩色云图”“流速矢量图+等水头线”“流速Vx彩色云图”“流速Vy彩色云图”“流速V彩色云图”“X向水头梯度计算值”“X向水头梯度彩色云图”“Y向水头梯度计算值”“Y向水头梯度彩色云图”“给定界面数值曲线”公式法:“计算简图”“计算结果图”通过在输出选项列表中选择相应的选项来输出对应的图形结果。
图3.3-1 图形输出界面3.3.2 通过辅助功能菜单查看图形结果单击【辅助功能】菜单(图3.1-3)中的【查看计算图形结果】项,可查看当前例题的图形结果。
2010-5-2606渗流分析(一二三)图3.3-2 计算结果图形查询界面3.3.3 图形查询辅助工具12在图形结果查询窗口单击鼠标右键,弹出图形查询快捷菜单,可以方便地查看图形。
33.4 计算书的编辑修改文字结果输出较为完整的计算书,主要包括以下信息:“计算简图”“计算已知条件”2010-5-2606渗流分析(一二三)“计算结果”文字结果可以使用文字编辑菜单进行编辑,也可以用其它文本编辑器进行编辑。
3.5 几个参数的说明——在计算时划分的单元长度,该参数影响计算的精度及速度。
一般可以先取1m~5m之间的数进行计算,查看计算结果,不满意可修改该值重新计算。
:当采用不同的两次计算的结果非常接近时,可认为此时的解是合理的解。
——指程序计算时迭代次数的上限值。
——迭代计算时,两次计算结果误差的允许值。
1. 当程序计算过程中已经满足计算要求时,迭代次数即使未达到该值也会自动停止迭代;而迭代次数达到该值但仍未满足计算要求时,程序也会停止计算,这时会提示计算不成功。
应修改参数或边界条件后,再重新计算。
2. 计算不收敛的可能原因1)渗透系数的数量级相差太大--将渗透系数较大的地层去掉,不参与分析;2)土层区域的构造不合理--不要形成有较小锐角的区域;3)网格剖分单元长度不合理--有狭窄区域时,应特别注意;4)边界条件交互不合理--注意边界条件是否与实际情况相吻合;5)交互的计算迭代次数不够!由于导致计算不成功的可能原因并不唯一,因此需要用户认真检查交互的参数,分析不成功的原因,修改相应的参数,重新计算。
3.6 数据和结果文件数据和结果文件位于用户设定好的工作目录下。
有限元分析法和公式法的数据文件格式分别2010-5-2606渗流分析(一二三)为*.SL和*.GSL,图形文件格式*.DXF,计算书格式为*.RTF。
第四章 有限元法编制原理4.1 编制依据⑴《渗流计算原理及应用》顾慰慈编著中国建材工业出版社 2000.08;⑵《土工原理与计算》(第二版)河海大学钱家欢殷宗泽主编中国水电出版社 1996.05;⑶《渗流数值计算与程序应用》毛昶熙段祥宝李祖贻主编河海大学出版社 1999.01;⑷《有限单元法原理与应用》(第二版)朱伯芳编著中国水利水电出版社1998.10。
4.2 有限元法基本计算公式1式中:[K]——透水系数矩阵;{H}——总水头向量;[M]——单元储水量矩阵;{Q}——流量向量;t——时间。
2[K]其中:其中:α──最大透水系数的方向角,用于各项异性的材料中。
其中:其中:A为三角形面积4也就是:单元内任意点的流速均相等。
5[K]6[M]7其中:Ω为单元内源或蒸发造成的流量m3/s,内源为正,蒸发为负。
8其中:V n=l x V x+l y V y为单元边界的流速m/s,流入为正,流出为负。
2010-5-2606渗流分析(四)而l x=cosα,l y=cosβ,如上图显示。
假定V n在边界上为线性变化,在1点为q1,在2点为q2,将上述积分运算展开:最后得:9处理方法1为类似于强制位移的处理方法,乘大数法,此方法的优点是简单,缺点是容易造成病态矩阵。
处理方法2是将已知水头的节点都移到方程的右端,方程的未知变量中不出现这些节点,优点是方程不会出现病态,未知数个数比第一种减少,缺点是处理起来比较复杂。
本系统中采用第二种方法。
4.3 非稳定流有限元分析方法非稳定渗流问题的有限元方程是与时间有关的方程,对时间进行有限差分运算,可得到如下方程:式中:Δt——时间增量;ω——0 ~ 1之间的一个系数;H1——时间增量结束时的水头值;H0——时间增量开始时的水头值;Q1——时间增量结束时的流量值;Q0——时间增量开始时的流量值;其它符号的意义同前。
取ω=0时,上述方程变为:根据上式,如果已知前一个时间步的水头值,就可以根据上式递。
2010-5-2606渗流分析(四)第五章 公式法编制原理5.1 编制依据《堤防工程设计规范》 GB 50286-985.2 一般稳定渗流计算方法一般稳定渗流计算方法适用于以下情况:土堤类型:均质土堤心墙式土堤斜墙式土堤地基类型:透水地基不透水地基排水条件:无排水设备或贴坡式排水褥垫式排水棱体排水5.2.1 均质土堤5.2.1.1 不透水地基1.不透水地基均质土堤下游坡无排水设备或贴坡式排水稳定渗流计算图5.2.1-1 不透水堤基均质土堤的渗流计算(无排水设备)(5.2.1.1-1)(5.2.1.1-2)(5.2.1.1-3)(5.2.1.1-4)(5.2.1.1-5)式中:q——单位宽度渗流量(m3/d.m);k——堤身渗透系数(m/d);H1——上游水位(m);H2——下游水位(m);h0——下游出逸点高度(m);m1——上游坡坡率;m2——下游坡坡率;b——土堤顶部宽度(m);H——土堤高度(m);L——(m);ΔL——(m);L1——(m)。
根据上面的方程,解出h0和q/k。
浸润线的计算式为:(5.2.1.1-6)计算出水坡渗流出口比降:H2=0渗出点A:(5.2.1.1-7)堤坡与不透水面交点B:(5.2.1.1-8)式中:J0——下游无水背水坡出口比降;απ——下游坡面的坡角。
A、B两点之间比降呈直线变化。
H20渗出段AB的比降J:2010-5-2606渗流分析(五)(5.2.1.1-9)Array)(5.2.1.1-10 Array(5.2.1.1-11)浸没段BC的比降J:(5.2.1.1-12)或Array(5.2.1.1-13)≤0.95。
公式(5.2.1.1-12)或(5.2.1.1-13)的适用范围为r/l或y/H2 Array)(5.2.1.1-14 Array(5.2.1.1-15)2.不透水地基均质土堤下游坡有褥垫式排水稳定渗流计算图5.2.1-2 不透水堤基均质土堤渗流计算(下游有褥垫式排水))(5.2.1.2-1 Array(5.2.1.2-2)Array(5.2.1.2-3)褥垫式排水,排水体的工作长度为:2010-5-2606渗流分析(五)(5.2.1.2-4)浸润线的计算式为:(5.2.1.2-5)式中:L0——排水褥垫的长度(m);ΔL用公式(5.1.1.1-4)计算。