水利堤坝工程中渗透参数的选取及渗流计算方法评价
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。
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：TH L TH H D 88.0m k q q 11210++-+=）（ （E.3.1）H m m b 121+-+=）（H H L （E2.1-3） 11112m 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(122022222+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 '222q h y - ……………（E.3.2-6）式中：q'= ）（0211120211m 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；m2——下游坡坡率，m2=3.0；b——坝体顶部宽度6.0m；h0——下游出逸点高度（m）；锡伯河采用数据列表如下：正常工况锡伯河渗流计算结果表部分为相对不透水层，基础和堤身渗透系数相差100倍以上，下游无水，经计算堤身和堤脚无无出逸点，渗流稳定。
渗流安全评价
1渗流安全评价1大坝渗流分析的目的及内容渗流安全评价的目的是：复核原设计施工的渗流控制措施和当前的实际渗流状态能否保证大坝按设计条件安全运行。
渗流安全评价的内容主要包括：复核工程的防渗与反滤排水设施是否完善，设计、施工（含基础处理）是否满足现行有关规范要求；检查工程运行中发生过何种渗流异常现象，判断是否影响工程安全；分析工程现状条件下各防渗和反滤排水设施的工作性态，并预测在未来高水位运行时的渗流安全性；对存在问题的大坝分析其原因和可能产生的危害。
针对均质土坝，其渗流安全评价的要点是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，以及分析坝内有无横向或水平裂缝、松软结合带或渗漏通道等。
2大坝渗流分析计算黑凼子水库无土工试验资料、无浸润线观测设施，在进行渗流稳定分析时，只能用理论计算浸润线位置、大坝外坡渗透水逸出点的高度和实际渗流情况进行比较分析。
2.1 目的（1）确定坝体浸润线在各种工况下的位置和逸出点的高度，为校核坝坡稳定计算提供必需的资料；（2）计算坝体的渗流量。
2.2渗透系数由于黑凼子水库缺乏土工试验资料，根据筑坝材料是粘质砂土均质坝的特点，参照有关资料选定粘质砂土的渗透系数K=7.8×10－43渗漏安全分析评价3.1大坝坝体及基础渗漏分析1、坝体参照1989年水利电力出版社出版的《水工设计手册》第三卷第十五章第四节“不透水地基上均质土坝的渗流计算”中有表面排水或无排水设备的均质土坝的计算公式（黑凼子水库大坝外坡无表面排水设备）。
⑴下游无水时的渗流量q ＝Ｋ. 212221)(''H m L L H -+⑵下游无水时的外坡浸润线逸出点高度h 0＝Kq （m 2＋0.5） ⑶浸润线方程 y ＝0220120')(2h m L x h H h --+ 计算成果根据计算成果整理列表于渗流量成果表见附表6-1。
根据计算成果，浸润线在外坡的逸出点高程分别为388.60m 、389.53m ，低于实际渗流水逸出位置。
水利工程堤坝防渗施工方案
水利工程堤坝防渗施工方案1. 前言水利工程中的堤坝防渗施工是一项关键工作，其目的是防止水体通过堤坝结构渗透出去，保证工程的安全运行。
在进行堤坝防渗施工时，需要综合考虑土壤条件、水文条件、工程材料等因素，采取合理的施工方案，确保工程的可靠性和稳定性。
本文将就水利工程堤坝防渗施工方案进行详细的介绍。
2. 施工方案2.1 土壤条件评估在进行堤坝防渗施工前，首先需要对土壤条件进行评估。
评估步骤如下：•分析土壤类型：对堤坝所在地区的土壤类型进行详细的分析，获取土壤的物理、化学性质等参数。
•测试土壤渗透性：采用渗透试验的方法，测试土壤的渗透性能，确定堤坝防渗措施的具体要求。
•分析地下水位：分析地下水位的变化情况，了解地下水对堤坝防渗的影响。
2.2 堤坝防渗设计根据土壤条件评估的结果，进行堤坝防渗设计。
设计步骤如下：•选择合适的防渗材料：根据土壤类型和防渗要求，选择适合的防渗材料，如防渗土、防渗板等。
•设计防渗结构：根据堤坝的实际情况，设计合理的防渗结构，包括防渗层的厚度、防渗板的布置方式等。
•考虑防渗和渗流控制：在设计防渗结构时，要综合考虑防渗和渗流控制，以确保水体无法通过堤坝结构渗透出去。
2.3 施工方法根据设计方案，制定合理的施工方法。
施工方法包括以下几个方面：•土壤处理：对堤坝的土壤进行处理，如剥离表层土壤、加固软弱地层等。
•防渗材料铺设：根据设计要求，将防渗材料铺设在堤坝表面或内部，形成一层防渗层。
•防渗板安装：如果需要使用防渗板，根据设计要求进行防渗板的安装工作。
•防渗结构检查：在施工过程中，对防渗结构进行检查，确保施工质量符合要求。
3. 施工流程下面是水利工程堤坝防渗施工的基本流程：1.土壤条件评估：分析土壤类型、测试土壤渗透性、分析地下水位。
2.防渗设计：选择防渗材料、设计防渗结构，考虑防渗和渗流控制。
3.施工方法制定：制定土壤处理、防渗材料铺设、防渗板安装等施工方法。
4.施工准备：准备施工所需的材料、设备和人员。
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571.473300<==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)(5.1230+=T Sζ计算阻力系数，Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ段为内部垂直段，用公式)1(4ln 2TSctgy -=ππζ计算阻力系数，Ⅲ、Ⅵ段为水平段，用公式TS 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∑=∆=ni iii Hh 1ξξ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 为板桩另一侧地基透水层深度。
其计算见表2.3.2-1：图4.2.3.2-1 渗流区域分段图 （单位：m ）表4.3.2.2-1 各段渗透压力水头损失 单位：（m ）表4.3.2.2-2 进出口段的阻力系数修正表 单位：（m ）Ⅷ（3）计算各角点的渗透压力值用上表所计算的水头损失进行计算，总的水头差分别为4.0m 和4.5m ，各段后角点渗压水头=该段前点渗压水头—此段的水头损失，结果列入表4.3.2.2-3：表4.3.2.2-3 闸基各角点渗透压力值 单位：（m ）（4）算渗流逸出坡降①出口段的逸出坡降分别为14.02.6859.0''===S h J 和16.02.6966.0''===Sh J ，由《水闸设计规范》可查得[]5.0=J ，则都小于地基土出口段允许渗流坡降值[]5.0=J ，满足要求，不会发生渗透变形。
水利工程中的土体渗透问题
水利工程中的土体渗透问题水利工程是利用水资源进行的工程，其中自然水源是任何水利工程中的基础。
然而，水源的成分和确切位置也是极其重要的，特别是在设计灌溉或建筑水电站时。
因此，在水利工程的规划和设计中，考虑到土壤渗透问题非常重要。
这是关乎水工程的经济利益和环境效益的问题。
在本文中，我们将探讨土体渗透问题在水利工程中的重要性，并介绍一些相关概念和工程方法。
土壤渗透性是指土壤抵抗水分渗透的能力。
土体渗透性的确定对于水利工程中的设计和管理都是至关重要的。
因为土壤渗透性会直接影响灌溉和排水系统、堤坝、水坝以及其他的水利设施。
考虑到这些设施的目的和基本功能，需要确定土壤渗透性是至关重要的。
在水利工程的设计中，通常使用渗透试验来确定土壤渗透性。
这种试验是在实验室中的模拟条件下进行的。
试验通常采用标准方法，使用模拟设备观察土壤在不同水压力下的水分变化。
试验之后，根据水分量和时间记录表绘制一张水压力与渗透率的图表。
在完成渗透试验之后，设计者们可以根据图表确定土壤的渗透系数和渗透率。
在确定渗透性之后，他们还可以使用这些值来计算和预测不同水工程设施可以承受的水压。
对于一些特殊工程，如大坝和堤坝，工程设计者会使用更加复杂的方法来确定土体渗透性。
在这些情况下，他们会使用计算机模拟技术或现场水文实验，以更好地理解水力学和土力学的相互作用。
这些实验可以帮助他们更准确地预测水流速度和水位变化，以及开挖和堆填所需的土壤类型和质量。
需要注意的是，当涉及到渗透性的问题时，土壤类型、场地设置以及气象条件都是非常重要的。
不同类型的土壤在渗透性方面都有所不同，为此，需要根据土壤类型选用合适的渗透试验方法。
在一些特殊的场地中，例如山区或沙漠等地方，渗透性问题也会受到气象条件的影响。
例如在受高温和低湿度气候影响的干旱地区，快速蒸发将导致沉积物表面粘性愈发强勐，这对于排水和运输处理等有关渗透性的问题都有着非常重要的影响。
总之，土体渗透问题对于水利工程的规划和设计都是非常重要的。
(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。
渗流分析——精选推荐
渗流分析7 渗流稳定计算7.1 渗流场分析1、渗流计算1．１计算依据、条件及计算断⾯本次根据地勘资料和⼤坝的渗漏现象，采⽤北京理正软件设计研究所编著的《渗流分析软件》程序按⼆维有限元数值⽅法对⼤坝的渗流场进⾏计算。
根据试验测定并结合⼯程类⽐选⽤参数采⽤有限元计算.计算主要进⾏上游正常蓄⽔位与下游相应最低⽔位、库⽔位降落时上游坝坡稳定最不利的不同⼯况坝体的渗流稳定计算，为时家村⽔库⼤坝加固断⾯设计提供依据。
⼤坝为粘⼟⼼墙砂壳坝，坝顶宽度2.50⽶，现状坝顶⾼程210.00⽶，（黄海⾼程，下同）坝长80.00⽶，最⼤坝⾼12.00⽶，⽆裂缝，坝顶平均沉降0.15⽶；⼤坝上游坝坡1：1.63，下游坝坡成阶梯分布⾃上⽽下为：1：2.35、1：1.49、1：1.54，设2道戗台，宽1.50⽶。
坝前库中有部分淤积，根据以上资料，计算断⾯可以简化为5个区域：①前砼⾯板；②砂⽯料垫层；③坝体⼽壁填筑；④坝基砂砾⽯；⑤基岩；1．１．１计算断⾯及参数的选取根据地质勘探⼤坝纵横剖⾯图中坝体及坝基的地质情况，渗流计算取⼤坝最⼤坝⾼断⾯作为典型断⾯进⾏渗流计算，该断⾯的渗流状况可较全⾯的反应⼤坝实际渗流状况。
计算参数以本次地勘资料分析选⽤，⼟层的渗透系数根据现场坝体钻探取芯⼟质观察结合室内⼟⼯实验成果，⼤坝典型计算断⾯共１１个区，详见图１，渗透系数取值见表１。
1．１．２计算⼯况考虑到⼩⑵型⽔库流域⾯积⼩，属⼭区河流，洪⽔陡涨陡落，洪峰历时短，⾼⽔位时坝体不能形成稳定渗流，根据《⼩型⽔利⽔电碾压式⼟⽯坝设计导则》（ＳＬ１８９－９６）规定，渗流计算选择以下⽔位组合情况：１）上游正常蓄⽔位与下游相应的最低⽔位。
２）库⽔位由校核洪⽔位降⾄正常蓄⽔位时上游坝坡稳定最不利的情况。
３）库⽔位由正常蓄⽔位降⾄死⽔位时上游坝坡稳定最不利的情况。
时家村⽔库正常蓄⽔位为76．１０ｍ，校核洪⽔标准为76 年⼀遇，校核洪⽔位为 77．３１ｍ，死⽔位60．１０ｍ，下游均⽆⽔。
河道抗冲能力计算,渗流计算,堤防沉降计算-(个人例子分享3)
1.4 河道抗冲能力计算
河道护岸堤脚处基质多为淤泥，需要进行防冲计算。
本次选取各个河段进行冲刷深度进行计算。
水流对平顺护岸的冲刷深度按下式计算：
式中：h s——局部冲刷深度（m）；
H0——冲刷处的水深（m），平均取6.0m；
U c——床面上泥沙的起动流速（m/s），采用张瑞瑾公式计算为
1.45 m/s；
n——与防护岸坡形状有关的系数，取n=0.20；
——近岸垂线平均流速（m/s），按下式计算：
p
式中：U——行进流速（m/s），根据规模章节数据藤桥、下岸取2.55 m/s；垟岸、方隆、坎上取1.98 m/s；
η——水流流速分配不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角查表求得；取η=1.50；
表1-5 冲刷深度计算成果表
依据计算结果，本工程水下边坡及坡脚均设置10cm厚预制联锁砼块进行防护，抗冲刷流速达4m/s，能满足本工程要求。
1.5 渗流计算
根据地质勘探资料和设计水位资料，本工程大部分堤段堤基土上覆粉质粘土、淤泥及淤泥质土天然铺盖，土层较厚，分布广泛连续，属微透水性，在低水头情况下，堤基不存在渗漏及渗透稳定问题。
1.6 堤防沉降计算
因本工程新建堤防相对于现状地面加高不多，大多只有1m～2m 左右，本阶段不再进行堤防沉降计算，仅考虑堤顶预留沉降20cm。
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最新【精品】范文 参考文献 专业论文 水利堤坝工程中渗透参数的选取及渗流计算方法评价 水利堤坝工程中渗透参数的选取及渗流计算方法评价
摘要：渗流是引起涉水工程破坏的重要原因，因此渗流计算是水利水电工程涉水工程设计中不可或缺的步骤。渗透参数的选取与渗流方法的选择，直接影响对工程渗流稳定性的评价。本文结合笔者多年工作经验，就水利水电工程设计中渗透参数的选取与渗流计算的几种方法进行了初步的分析，并总结出渗流计算注意的一些问题，提高了计算结果准确性，对进一步采取防渗措施提供参考。
关键词：水利工程 渗流计算 堤坝设计 引言 堤防工程的设计与施工准则要求保证堤防建筑物能抵御洪水的威胁。由于堤防大多沿天然河岸修建，因此，堤防基础的渗透稳定问题普遍存在。本文主要针对堤防渗流参数的选用并对渗流计算方法进行了评价。 1、渗流计算目的 （1）坝体（堤身）浸润线的位置。 （2）渗透压力、水力坡降和流速。 （3）通过坝体（堤身）或堤基的渗流量。 （4）坝体（堤身）整体和局部渗流稳定性分析。 2、计算工况及渗透系数的选用 岩土工程参数的选用需要根据满足给定保证率时，通过实验方法选用。不同工况需要选用不同的参数，否则就无法满足工程设计所需要的保证率。 2.1常规堤防工程 常规的堤防工程计算提出了三种水位组合，此三种水位组合的渗流计算目的及相应土体的渗透系数选取原则主要为： （1）临水侧为高水位，背水坡为相应水位。本组合的计算目的：①计算背水坡可能最高的逸出点位置、背水坡逸出段及背水坡基础表面出逸比降，用于背水坡渗流安全复核、反滤层及排水设施设计；②最新【精品】范文 参考文献 专业论文 背水坡面可能最高的浸润线，用于背水边坡稳定计算；③当堤身、堤基土的渗透系数大于10-3cm∕s时，计算渗流量，用于分析防渗措施对本工程运行要求的可行性和背水坡排水设施设计（对于大坝均要求进行渗流量计算）。 对上述第①、②种计算目的工况，堤身、堤基的渗透系数则取小值平均值，对第③种计算目的工况则取大值平均值。 （2）临水侧为高水位，背水坡为低水位或无水。本组合的计算目的：①背水坡面可能最高的浸润线，用于背水坡边坡稳定计算，相应各土体的渗透系数取小值平均值；②复核局部渗流稳定及进行反滤层设计，则进行局部渗流稳定性复核土体的渗透系数取小值，其上、下部位土体的渗透系数取大值平均值。 （3）洪水降落时对临水侧堤坡稳定最不利的情况。当临水坡面可能最高浸润线时，临水坡稳定计算最不利，所以计算工况下的土体渗透系数应取小值平均值。 2.2特殊项目 对一些特殊的项目，必要时还应考虑以下计算工况或因素。 （1）工程中蓄水过快的情况。在工程蓄水使水位上升过快时，对下游坝坡稳定也是不利的，特别是初次蓄水时。因为水位上升太快，浸润饱和土的过程又很长，特别是透水性小的粘性土，造成浸润线很陡，此时上下土层的饱和性不一致，且浸润前峰渗透坡降很大，将导致不均匀沉降，从而产生裂隙而滑坡。 （2）降雨饱和堤坝岸坡。降雨饱和堤坝岸坡的稳定与临水侧水位骤降情况是相类似的，是由于大气降水及河岸地下水的补给造成较高的孔隙水压力的结果，尤其在基础中存在承压水或排水不畅时最为严重。 （3）堆筑期间的孔隙水压力。施工期孔隙水压力的问题，一种情况是在软粘性土的饱和地基上筑堤（坝），由于填筑速度较快，上部荷重所引起的超孔隙水压力来不及消散，因而在剪应力不断增加下，有效应力增加较缓，其稳定性大减从而引起滑坡；另一种情况是由于填筑土料本身含水量过大，在堤（坝）本身引起孔隙水压力增加，从而发生滑坡。 最新【精品】范文 参考文献 专业论文 （4）对超孔隙水压力的说明。孔隙水压力的一般公式为u=yh，可理解为计算点水头超出自由面的水头大小。但从上述降雨饱和堤坝岸坡以及堆筑期间的孔隙水压力分析可见，实际情况中各点的孔隙水压力都超过常规概念上的孔隙水压力值，那么把这超出部分的孔隙水压力定义为超孔隙水压力。按一些资料，粘性土填筑所造成的超孔隙水压力一般约为上部重量的50%，有的达80%—90%；对于在饱和的软粘性土地基上修筑堤坝，则其产生的超孔隙水压力几乎等于所加的上部重量。 渗透参数的选用应满足工程设计所要求的保证率，再合理选取参数。 3、渗流计算的主要方法 防洪堤渗流是一个比较复杂的三维空间问题，但一般工程设计均将其简化为平面问题进行处理。防洪堤渗流一般为非稳定渗流，为了简化计算，一般采用稳定渗流的计算方法代替。针对二维稳定渗流的计算方法一般可分为以下四种类型。 （1）流体力学解法：是一种严格的解法，在满足定解的边界条件下可以求出渗流场中任何一点的值。但解答非常复杂，只能在简单边界条件与初始条件下才可以计算出来，在实际工程应用上受到较多的制约。 （2）水力学解法：是流体力学解法的近似解。是在作了某些假定的基础上对一些特定的边界条件的流体力学解法。同样在实际工程应用上受到较多的制约。 （3）模拟试验：基于上述二种方法的缺点，对于实际工程，通过水力学实验来模拟求解渗流问题，该方法包括实物模型法与电渗模拟法等。 （4）计算机数值模拟：通过建立一个数学模型，来求解渗流问题，也称数值法，数值法又分为有限差分法、有限元法等。 目前，上述渗流计算方法中在水利工程上应用最广的主要是水力学解法和有限元法。 4、水力学解法在工程上的运用 水力学解法“是在作了某些假定的基础上对一些特定的边界条最新【精品】范文 参考文献 专业论文 件的流体力学解法”。除了对边界条件及计算过程中的一些假定以外，水力学解法对地层的渗透系数也做了一些简化处理。 （1）对于渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，采用加权平均的渗透系数作为计算依据。 （2）双层结构地基，当下卧土层的渗透系数比上层土层的渗透系数小100倍及以上时，可将下卧土层视为不透水层；表层为弱透水层时，可按双层地基计算。 （3）当直接与堤基连接的地基土层的渗透系数比堤身的渗透系数大100倍及以上时，可认为堤身不透水，仅对堤基按有压流进行渗透计算，堤身浸润线的位置可根据地基中的压力水头确定。对加权平均的渗透系数的计算一般有以下二种情况。 A对各向异性土的计算 对各种异性土（包括任意倾斜方向的不同渗透性），可把渗透区边界（包括建筑物的地下轮廓）的水平尺寸乘以因数 转化为各向同性均质地基进行渗透计算，且渗透系数取为k，算得各点水头后，再把水平尺寸除以 ，恢复为原来的图形。 B对层状土的计算 对渗透系数和厚度不同的层状地基，可转化为均质各向异性土来处理，其等效平均的水平渗透系数与垂直渗透系数为： 5、有限元解法在工程上的运用 5.1数学模型的选取 渗流数学模型依据方程是拉普拉斯方程，经简化后可按布辛内斯克方程进行计算。考虑溶质运移与渗流场的相互作用时可结合扩散方程。考虑渗流场与应力场的耦合时还需要结合固结方程。以上各种计算数学模型都有其特定的适应条件，从四种模型的计算结果比较上一般可得出：一般土石坝和地基的非稳定渗流问题，可采用固结方程加上流量补给条件的自由边界及相应定解条件计算流场分布，较为合理；对固结完好不再压缩的土石坝的非稳定渗流问题，可用拉氏方程加上流量补给条件的自由边界计算。采用较多的是拉普拉斯方程。 5.2边界条件 边界条件有以下三类。 最新【精品】范文 参考文献 专业论文 第一类边界条件——水头边界条件： 第二类边界条件——流量边界条件： 第三类边界条件——混合边界条件： 混合边界条件是指含水层边界的内外水头差和交换的流量之间保持一定的线性关系，即 + = 。 5.3有限元计算程序 目前关于渗流有限元计算的程序很多，各有不足之处，但均应重视对边界条件的输入。有限元渗流计算除二维外，还有三维渗流有限元，有稳定渗流程序，还有非稳定渗流程序，也有针对岩体裂隙渗流的有限元计算程序，计算时应合理选用。 6、几种计算方法的评价 流体力学解法：流体力学方法需要解出拉普拉斯方程的解析解，而自然界的边界条件、初始条件复杂，渗透参数又具有各向异性，且层间渗透系数差异大。现代数学方法还不能解出复杂条件下的解析解。 水力学方法：相对流体力学方法做了些简化，能够解简单的渗流模型。对典型的土石坝、堤防可以选用。但水力学方法简化流体力学方法后，局部的渗流场参数变化大，而渗透破坏主要是从局部开始发展的，应用也受到一定限制。 模型实验法：好的模型实验可以直接反应渗流场的真实流态。实物模型法需要控制好试样的级配、压实度与渗透参数，而且实验比例缩小，边界模拟的状态对渗流场影响将更显著。电渗模拟需要寻找与现场渗透参数相对应的电阻参数，导电体的寻找与制作有一定难度。总体来说，模型实验法耗资较大，小型工程一般不采用。 数值法：由于现代数学与计算机的发展，数值方法变成速度快、投资少，经济实用的方法。且现在对计算模型的收敛性及对不收敛的模型进行了更新，将会有广泛应用。 结束语 堤坝渗流问题是决定堤防安全与否的关键所在，因此，在设计与施工中都必需对防渗措施予以充分重视，设计工作人员必须不断完善工程设计中的不足，提高工程设计水平和质量，为保障水利水电工程最新【精品】范文 参考文献 专业论文 建设的安全性和耐久性奠定基础。 参考文献： [1]《渗流数值计算与程序应用》，河海大学出版社，毛昶熙段祥宝李祖贻等. [2]《堤防工程设计规范》GB50286-98中华人民共和国建设部. [3]《广东省海堤工程设计导则》DB∕T182-2004，广东省质量技术监督局. [4]《水闸设计规范》SL265-2001，中华人民共和国水利部. [5]《水力学》，高等教育出版社，成都科技大学水力学教研室吴持恭主编. 作者简介： 王文球（1976.12—），男，现湖南省常德市水利水电勘测设计院从事水利水电工程设计，工程师。
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