土石坝渗流与稳定解题.ppt

第四节 土石坝的渗流分析; 第四节 土石坝的渗流分析;一 土石坝渗流的基本方程及其解法;设单宽流量为q，则 (*) 将上式自上游面（x=0,y=H1)至下游 面（x=L, y=H2)积分，得： 对（*)积分，可得浸润线方程： ;图6-15? 土坝浸润线示意图 ;二 计算土石坝渗流的水力学方法; 下游三角形 段，以下游 水面为界，分为水上部分 和 水下部分 。 和 为等势线， 非等势线也非流线。 应用达西定律可得其渗流量： 根据水流连续条件 联立求解即可得浸润线方程和逸出高度。; 下游有褥垫排水： 根据流体力学分析表明，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。 B点高度为 ，则C点位置 。由于浸润线过 和 ， 浸润线方程为： 浸润线通过 点: ;由此可得EODBA段的单宽流量： 下游棱体排水：当下游无水时和褥垫式相同；当下游有水时，如下图所示，可将下游水位 以上部分按照无水情况处理。 单宽流量为：;2. 心墙坝的渗流计算;心墙下游坝壳的单宽流量为：; 将变厚度的斜墙简化成为厚度为 的等厚斜墙， 这样通过斜墙的渗流量为： 斜墙后坝壳的渗流量为： 由 联立求解可得q和h。坝体的浸润线方程仍为： ; 三 流网法;（一） 渗流要素计算; 单宽流量为： 作用在I 处单位土体的渗透力为： ; (二） 不同土层分界处的流网 渗流通过两种不同土壤的交界面，其流线和等势线将发生转折，按照连续条件，通过相邻两流线的流量不变： AA1、BB1为等势线，假定此时两等势线之间的水头损失为dh，则： ; （三） 各向异性土体内的流网 受施工与沉积因素影响，坝身、坝基的水平向渗透系数一般大于竖直向，若达几倍以上则应考虑土体的各向异性。在绘制流网时，先变换实际剖面，水平尺寸按 换算，然后在变换的剖面上按一般方法绘制成网，最后将该剖面及流网的水平尺寸乘以 ，即可得实际剖面的流网。 几种不同类型土石坝的流网图如下： ;（a）; 四 渗透稳定的计算;土层接触面处的渗透变形;（二） 渗透变形型式判别;（三） 渗透破坏标准;（五） 反滤层设计; 式中， ——反滤料的粒径小于该粒径的土占总土重的15％； ——被保护土的 粒径，小于该粒径的土占总土重的85％； ——被保护土的粒径小于该粒径的占总土重 的15％。 ; 第五节 土石坝的稳定分析;四 荷载; 竖向地震力也按水平向地震惯性力公式计算，其中 对设计烈度是8、9度的Ⅰ、Ⅱ级坝，应同时考虑水平向和竖向地震惯性力，此时竖向地震 惯性力还应乘以0.5的遇合系数。 五 计算工况 水库正常蓄水位 下游坡 正常运用时 水位降落 上游坡 最不利水位时 上游坡 水位骤降 上游坡 非常运用时 施工期上下游坡 校核水位下游坡 地震时上、下游坡 ;六 抗滑稳定分析方法; 以i土条为例，其自重