第三节土石坝的渗流分析.ppt

* * 第三节 土石坝的渗流分析 （5-8） * * 根据流量连续性原理，对式（5-7）和（5-8）联解就可求出未知量和〔联解时可把代入式（5-7）〕，浸润线按式5-6计算。 图5-3 不透水地基均质土坝渗流计算图 * * 3）讨论分析 当下游无水时，把 H2=0 代入(5-8)得: (5-9) 当下游无排水设施且下游无水时,可由式（5-7)）和(5-9)联解求出q和a0,浸润线仍按式（5-6）计算。 注意：在渗流进口段应作适当修正，浸润线起点应与坝面点正交，末点与原浸润线相切，中间修改成曲线，如图5-3所示。 * * （2）下游设有水平排水设施情况 * * 证明，褥垫排水的坝体浸润线为一抛物线，抛物线的焦点在排水体上游起始点，焦点在铅直方向与抛物线的截距为 ,至顶点的距离为 ，由此可得： （5-10） 把(5-10)代入基本方程式(5-6)得浸润线方程: （5-11） 下游设有水平排水设施情况 * * 下游有褥垫式排水设施情况 褥垫排水情况如图5-4（a）所示，这种排水施在下游无水时排水效果更为显著。由模拟实验其浸润线仍可按5-6式计算。 讨论：当下游无水时，令H2=0 代入式（5-13）将得到与式（5-10）和式（5-12）完全相同公式因此，下游无水的堆石棱体褥垫式排水相同。 * * 下游设有水平排水设施情况 把边界条件 、 代入(5-11)式，即可求得: (5-12) * * （3）下游有堆石棱体排水设施情况: 当下游有水时，如图5-4(b)所示。为简化计算，以下游水面与排水体上游面的交点B为界把坝体分为上、下游两段，取上游OA断面和B点断面分析，分别列出两断面之间的平均过水断面积和平均比降，由达西定律可导出渗流量为： （5-13） 把下游水面看为地基，取 代替H1，并注意 的关系，由此可直接按褥垫式排水情况的公式导出: * * 图5-4 均质土坝渗流计算图 (a)有水平排水时；（b）有棱体排水时 * * (三)有限深度透水地基土石坝的渗流计算 （1）均质坝 对于透水地基上的均质坝，分析时： 把坝体与坝基分开考虑，即先假设地基为不透水的，由上述方法计算坝体的渗流量q1和浸润线（用q1代替q）; 然后再假定坝体为不透水，计算坝基渗流量q2 ， 将 q1 +q2可得坝体和坝基的流量 。 * * 当有棱体排水时（图5-5），因地基产生渗流使得浸润线有所下降，可假设浸润线在下游水面与排水体上游面的交点进入排水体（即h0=H2 a0=0），则通过坝体的渗流量 可表达为： * * 第三节 土石坝的渗流分析 通过坝基的渗流量q2可表达为: (d) 坝体、坝基的单宽渗流总量q为： (5-14) 式中: —坝基土料渗透系数;T —透水层厚度； L0见图；