土石坝渗流分析
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用水力学法进行土石坝渗流分析时注意事项水力学法是一种用于土石坝渗流分析的重要方法,能够揭示坝体渗流问题的性质和规律。
在进行土石坝渗流分析时,需要注意以下几个方面:首先,在进行水力学分析之前,需要对土石坝的地质和水文地质条件进行全面的调查和研究。
通过分析岩土体的物理力学性质,确定土石坝的渗透系数,侧向渗流系数等基本参数,用以建立渗流模型并进行计算。
其次,在进行渗流模型的建立过程中,需要合理选择渗流方程和边界条件。
常用的渗流方程有达西-利奥斯(Darcy-Law)方程和理想渗流方程。
根据实际情况和问题要求,选择合适的渗流方程进行计算,并根据需求确定边界条件,如坝体上、下游水位,引水渠道、分水沟的水位等。
然后,在进行水力学模拟计算时,需要合理选择适当的计算方法和计算精度。
常用的计算方法有有限差分法、有限元法、边界元法等。
在选择计算方法时,要根据地质条件、水力条件和问题要求等因素综合考虑,确保计算结果的准确性和可靠性。
此外,要合理选择计算时间步长和计算范围,并进行合理的边界处理。
时间步长的选择要考虑到计算结果的精度要求和计算效率,一般要保持稳定性和收敛性。
计算范围的选择要根据实际情况,包括坝体和周围地质条件的研究结果,确定渗流范围并进行合理的边界处理。
最后,在进行计算之后,需要对计算结果进行合理的分析和评价。
要对渗流规律、渗流通道和水位变化等进行分析,并与实际情况对比,评估分析结果的可靠性和适用性。
同时,要对渗流问题的可能影响和风险进行合理预测和评估,为工程设计和运维提供科学依据。
综上所述,用水力学法进行土石坝渗流分析时,需要注意地质条件和水文地质的调查研究,合理选择渗流方程和边界条件,合理选择计算方法和计算精度,合理选择计算时间步长和计算范围,并进行合理的边界处理,最后对计算结果进行分析和评价。
这些注意事项能够保证土石坝渗流分析的准确性和可靠性,为工程建设和运维提供科学支撑。
土石坝渗流破坏类型分析及防治措施摘要:根据国内外大量失事大坝资料证实,由渗透破坏引起的事故占到四成以上。
因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。
本文对土石坝渗流破坏机理进行分析及总结出防治方法措施关键词:土石坝渗流破坏防治措施土石坝是应用最广的挡水建筑物,用散粒材料填筑在不同的坝基上,挡水后上下游的水头差引起了水通过坝体、坝基及两岸坡向下游渗流。
由于勘测设计不当、施工质量不良和管理运行不当以及渗流、地震等,使土石坝及其坝基发生缺陷病害,甚至垮坝失事。
重要的病害有渗流破坏、滑坡、裂缝、地震震害和液化及其他病害。
针对这些病害必须采取选用这种或那种坝体和坝基加固技术,以保证土石坝的安全及其水库的正常运用。
根据国内外大量失事大坝资料证实,由渗透破坏引起的事故占到四成以上。
因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。
一、土石坝渗流破坏类型坝体渗漏浸润线从坝坡逸出将导致坝坡湿润或沼泽化:这种现象一般发生在均质坝或混合土料坝型中,过高的浸润面增加了滑坡的可能性,同时由于渗流的长期作用和气温及降雨的影响,坝坡土体的抗剪强度减小,局部渗透破坏,导致滑塌的可能性加大。
下游坝面出现集中渗漏;坝体在分层填筑时土层较厚,施工机械的功率不足,致使每层填土上部不密实,局部疏松,形成水平集中渗漏带,有的坝由于施工组织落后,特别是大规模的人工填筑施工,采用分段包干的填筑方法,土层厚薄不一,上升速度不一致,致使相临两段的接合部位出现了少压或漏压的松土带。
坝体裂缝渗漏:坝体开裂是形成坝体隐蔽渗漏的原因之一,由于心墙或斜墙后坝壳一般是强透水的土料,通过裂缝的集中渗漏将在坝壳中扩散,因而难以发现集中渗漏区,根据坝壳浸润面观测成果也难以判断渗漏的存在。
2、坝后地面渗漏土石坝外坡坝后地面出现砂沸、砂环、泉涌、管涌或沼泽化是经常遇到的渗漏现象,其成因与地层的构造及未能采取有效的渗流控制有关。
对表层透水性较小的粉细砂、淤泥或壤土,其下为强透水的砂砾石或砂层地基,若坝后没有采取排水减压措施(减压井、减压沟)或有排水设施,但是由于这种地层的渗流出逸坡降较大,当出逸坡降大于表层土的临界坡降时,坝后地面即出现砂沸等破坏现象。
土石坝渗流安全评价1坝基渗流安全评价要点如下:1砂砾石层(包括砂层、砂砾石层、砾卵石层等)的渗透稳定性,应根据土的类型及其颗粒级配等情况判别其渗透变形形式,核定其相应的允许渗透比降,与工程实际渗透比降相比,判断渗流出口有无管涌或流土破坏的可能性,以及渗流场内部有无管涌、接触冲刷等渗流隐患。
2覆盖层为相对弱透水土层时,应复核其抗浮动稳定性,其允许渗透比降宜由试验法或参考流土指标确定;对已有反滤盖重者,应核算盖重厚度和范围是否满足要求。
3接触面的渗透稳定性主要有以下两种型式:1)复核粗、细散粒料土层之间有无接触冲刷(流向平行界面)和接触流土(流向从细到粗垂直界面)的可能性;粗粒料层能否对细粒料层起保护作用。
2)复核散粒料土体与刚性结构物体(如混凝土墙、涵管和岩石等)界面的接触渗透稳定性。
应注意散粒料与刚性面结合的紧密程度、出口有无反滤保护,以及与断层破碎带、灰岩溶蚀带、较大张性裂隙等接触面有无妥善处理及其抗渗稳定性。
2坝体渗流安全评价要点如下:1均质坝。
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,还需注意坝内有无横向或水平裂缝、松软结合带或渗漏通道等。
2组合(分区)坝:1)防渗体(心墙、斜墙、铺盖、各种面板等)。
复核防渗体的防渗性能是否满足规范要求,心墙或斜墙的上、下游侧有无合格的过渡保护层,以及水平防渗铺盖的底部垫层或天然砂砾石层能否起保护作用。
2)透水区(上、下游坝壳及各类排水体等)。
复核上、游坝坡在库水骤降情况下的抗滑稳定性和下游坝坡出逸段(区)的渗透稳定性,下游坡渗出段的贴坡保护层应满足反滤层的设计要求。
3)过渡区。
界于坝体粗、细填料之间的过渡区以及棱体排水、褥垫排水和贴坡排水等,应复核反滤层设计的保土条件和排水条件是否合格,以及运行中有无明显集中渗流和大量固体颗粒被带出等异常现象。
8.3.3应复核两坝端填筑体与山坡结合部的接触渗透稳定性,以及两岸山脊中的地下水渗流是否影响天然岩土层的渗透稳定和岸坡的抗滑稳定。
第四节土石坝的渗流分析
一、渗流的概念:水库蓄水后,由于上下游水位差的关系,水流会通过坝体土粒之间的空隙从上游向下游流动。
图6-13 渗流示意图
二、渗流分析的目的:
(1)确定坝体内浸润线的位置;
(2)确定坝体及坝基的渗流量,以估算水库的渗漏损失;
(3)确定坝体和坝基渗流逸出区的渗流坡降,检查产生渗透变形的可能性;
(4)为坝体稳定分析和布置观测设备提供依据。
常用的渗流分析方法:流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法。
三、渗流基本方程
土坝渗流为层流,因此满足达西定律(Darcy’s Law), 渗流区内任一点势函数应满足拉普拉斯方程:
k x, k y——分别为x, y方向的渗透系数
对于简单的边界条件,上述方程能解,复杂边界条件,需借助数值方法。
四、渗流的水力学问题
假设: 均质, 层流, 稳定渐变流.
应用达西定律,并假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等,对不透水地基上的矩形土体,流过断面上的平均流速为:
单宽流量:
图6-14 不透水地基上矩形土体的渗流计算图
自上游向下游积分:
自上游向区域中某点(x,y)积分,得浸润线方程:
图6-15 土坝浸润线示意图五、流网法
图6-16 流网的绘制。
土石坝有限元分析(ANSYS)-渗流分析命令流土石坝渗流分析,采用非饱和土渗流参数,迭代计算浸润线,根据前次计算结果,不断修改单元的渗透系数和浸润逸出点位置,直到满足精度要求。
本算例的土石坝体型比较简单.采用非饱和渗流计算.即渗透系数为空隙压力的函数.首先建立一个数据文件PPPP.TXT,存储渗透系数函数关系,如下。
第一列为空隙压力值(水头M),第二列为渗透系数指数,渗透系数等于10^A(M/D)。
! -10.00 -4.0E+00! -9.00 -3.6E+00! -8.00 -3.2E+00! -7.00 -2.8E+00! -6.00 -2.4E+00! -5.00 -2.0E+00! -4.00 -1.6E+00! -3.00 -1.2E+00! -2.00 -8.0E-01! -1.00 -4.0E-01! 0.00 0.0E+00!土坝顶宽4M,上下游坡比均为1:2,总高12M,底宽52M。
上游水深8M,下游无水。
FINISH/CLEAR/TITLE, EARTHDAM SEEPAGE/FILNAME,SEEPAGE5/PLOPTS,DATE,0*DIM,TPRE,TABLE,11,1,1,PRESS,KKPE ! 定义水压与渗透系数的关系数组*TREAD,TPRE,PPPP,TXT ! 读入数组*DIM,NCON,ARRAY,4 ! 定义数组,用于存贮单元四个节点号/PREP7SMRT,OFFANTYPE,STATIC ! THERMAL ANALYSISET,1,PLANE55MP,KXX,1,1 ! 饱和状态下的渗透系数MP,KXX,2,1E-4 ! 完全干燥下的渗透系数,假设空隙水压力小于-10M时K,1,24,12K,2,24,0K,3,0,0K,4,28,12K,5,28,0K,6,52,0L,1,3L,1,2L,4,5L,5,6L,4,6LESIZE,ALL,,,24A,1,3,2A,1,2,5,4A,4,5,6MSHK,2 ! MAPPED AREA MESH IF POSSIBLEMSHA,0,2D ! USING QUADSAMESH,ALL ! MESH AREASNUMMRG,NODE ! MERGE NODES AT BOTTOM OF CAISSON*GET,N_MAX,NODE,,NUM,MAX ! 获得最大节点号*GET,E_MAX,ELEM,,NUM,MAX ! 获得最大单元号*DIM,N_TEMP,ARRAY,N_MAX ! 定义节点温度变量-总水头*DIM,N_PRE,ARRAY,N_MAX ! 定义节点压力水头变量!定义上游面总水头值LSEL,S,LINE,,1NSLL,S,1NSEL,R,LOC,Y,0,8D,ALL,TEMP,8 !定义上游面总水头值!定义下游面总水头值LSEL,S,LINE,,6NSLL,S,1*GET,N_NUM2,NODE,,COUNT*DIM,N_NO2,ARRAY,N_NUM2II=0*DO,I,1,N_MAX*IF,NSEL(I),EQ,1,THEN ! 判断节点是否选中II=II+1N_NO2(II)=I ! 存储渗流可能逸出点节点编号*ENDIF*ENDDONSEL,R,LOC,Y,0,8 ! 第一次计算,假设浸润线逸出点在8M高位置,与上游同高*GET,N_NUM,NODE,,COUNT ! 获得渗流出口节点总数*DIM,N_NO,ARRAY,N_NUM ! 定义变量,存储渗流出口节点编号II=0*DO,I,1,N_MAX*IF,NSEL(I),EQ,1,THEN ! 判断节点是否选中N_NO(II)=I ! 存储渗流出口节点编号*ENDIF*ENDDO*DO,I,1,N_NUMD,N_NO(I),TEMP,NY(N_NO(I)) ! 定义下游面总水头值*ENDDOALLSEL,ALLFINISH/SOLUSOLVEFINISH!第一次计算完毕!------------------------------------------------------------------------- !迭代计算CONUTT=20 ! 最大循环次数DD_HEAT=0.001 ! 前后两次计算,总水头最大允许计算差CHUK_ST=3 ! 出口边界条件重新设定的起始点CHUK_MAXY2=10E5 ! 临时变量,用于存储浸润线出口坐标*DO,COM_NUM,1,CONUTTDD_H=0/POST1SET,1*DO,I,1,N_MAX*IF,COM_NUM,GT,CHUK_ST+1,THENDD1=N_TEMP(I)*IF,ABS(DD1-TEMP(I)),GT,DD_H,THENDD_H=ABS(DD1-TEMP(I))*ENDIF*ENDIFN_TEMP(I)=TEMP(I) ! 计算节点温度(总水头)N_PRE(I)=N_TEMP(I)-NY(I) ! 计算节点压力,总水头-Y坐标*ENDDO*IF,COM_NUM,GT,CHUK_ST+1,THEN*IF,DD_H,LE,DD_HEAT,THEN*EXIT*ENDIF*ENDIF/PREP7! 重新给每个单元设定材料MATNUM=2*DO,I,1,E_MAX*DO,KK,1,4*GET,NCON(KK),ELEM,I,NODE,KK ! 获取单元四个节点编号*ENDDOTEMP_Y=(N_TEMP(NCON(1))+N_TEMP(NCON(2))+N_TEMP(NCON(3))+N_TEMP(NCON (4)))/4 !计算单元中心点平均温度RESS_T=TEMP_Y-CENTRY(I)*IF,PRESS_T,GT,0,THENRESS_T=0MPCHG,1,I*ELSEIF,PRESS_T,LT,-10,THENRESS_T=-10MPCHG,2,I*ELSEMP,KXX,MATNUM+1,10**TPRE(PRESS_T)MPCHG,MATNUM+1,IMATNUM=MATNUM+1*ENDIF*ENDDO! 重新设定出口边界条件*IF,CONUTT,GT,CHUK_ST,THEN !前CHUK_ST次采用原边界条件LSEL,S,LINE,,6NSLL,S,1DDELE,ALL,TEMP ! 删除原边界条件II=0CHUK_MAXY=0*DO,JJ,1,N_NUM2*IF,N_TEMP(N_NO2(JJ)),GE,NY(N_NO2(JJ)),THEND,N_NO2(JJ),TEMP,NY(N_NO2(JJ)) ! 总水头=Y坐标*IF,NY(N_NO2(JJ)),GT,CHUK_MAXY,THENCHUK_MAXY=NY(N_NO2(JJ))*ENDIF*ENDIF*ENDDO*IF,CHUK_MAXY2,NE,CHUK_MAXY,THEN ! 判断前后两次计算的浸润线出口位置是否相同NSEL,R,LOC,Y,CHUK_MAXY ! 选择最高节点*IF,CHUK_MAXY,GT,0,THENDDELE,ALL,TEMP ! 删除出口最高节点边界条件*ENDIFCHUK_MAXY2=CHUK_MAXY*ENDIF*ENDIFALLSEL,ALLFINI/SOLUSOLVEFINISH*ENDDOSAVE!迭代计算完毕,进入后处理FINISH/POST1/CLABEL,,1/EDGE,,0/CONTOUR,,8,0,1,8PLNSOL,TEMP ! 显示总水头云图PLVECT,TF, , , ,VECT,ELEM,ON,0PLVECT,TF, , , ,VECT,NODE,ON,0LSEL,S,LINE,,6NSLL,S,1PRRSOL,HEAT ! PRINT FLOWRATE THROUGH SOIL FSUM,HEAT ! 计算渗流量*GET,Q_DAY,FSUM,0,ITEM,HEATALLSEL,ALLSAVE*DO,I,1,N_MAXN_TEMP(I)=TEMP(I) ! 计算节点总水头(温度)N_PRE(I)=N_TEMP(I)-NY(I) ! 计算节点压力,总水头-Y坐标DNSOL,I,TEMP,,N_PRE(I) ! 将压力水头值复制到节点*ENDDOPLNSOL,TEMP ! 显示压力水头云图FINI。
水利工程土石坝工程渗漏原因及施工中的渗流控制措施摘要:水利工程中,土石坝是常见的工程项目,在施工过程中土坝及地基中的渗流,由于其机械或化学作用,可能使土体产生局部破坏,称为“渗透破坏”,严重的渗透破坏可能导致工程失事,因此必须加以控制本文就针对土石坝的渗流进行分析,并给出了防治措施。
关键词:土石坝;渗流;控制理论土石坝是目前水利工程建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
与其他坝型相比较,无论从经济方面还是从施工方面,土石坝具有绝对的优势,据不完全统计,中国土石坝数量占到大坝总数的 93%。
但土石坝建设最大的病害即是渗漏,如何控制和预防渗漏是土石坝工程建设中最主要的工作之一。
1.土石坝工程渗漏的常见类型及原因分析1.1 土石坝坝体渗漏的原因随着水利工程的大力开发建设,工程的质量问题时有发生,特别是水库、坝体的渗漏问题,在洪水来临之时无法形成很好的挡护,给人们的生命和财产安全带来了很大的危害。
坝体渗漏,因坝身防渗体裂缝或者坝体施工质量等问题形成渗漏的集中通道,从而形成管涌,渗水逸出点或逸出面通常出现在下游坝坡和坝脚。
引起坝体渗漏产生的主要原因有:一是坝体单薄或土料透水性大;二是筑坝质量差,如铺碾压不实或漏压、土过厚、粘土心墙或斜墙层面结合不好等;三是反滤设施质量差,未按设计要求铺设反滤层,土石混合坝未设过渡层;四是坝后反滤排水体高度不够;五是坝下涵管、埋管的外壁与土体结合部回填不密实,涵洞未做截流环;六是坝体不均匀沉降引起的横向或水平裂缝,可能引起坝体集中渗透破坏。
1.2 土石坝坝基渗漏的原因坝基渗漏通常是由于强透水性的坝基处理不当,或坝基未作防渗处理,或坝基防渗设施失效而产生的。
引起坝基渗漏产生的主要原因有:一是缺少合理的防渗措施,在砂卵石基础上坝前未做铺盖,或铺盖长度及厚度不够、质量不好被水压击穿,或者对强透水基础,坝体与坝基部位未做截水槽、截水墙;二是库内粘土铺盖下未设反滤层,渗水压力破坏了铺盖;三是坝基清理不彻底,在进行坝基施工前未按相关规定把坝基清理干净,部分杂草、树根残留,严重影响了层面之间的贴合度,所以导致渗水发生;四是水库管理问题:由于非法施工和人为原因造成了水库天然铺盖的破坏,导致坝基渗水。
土石坝坝基渗漏原因及其处理措施土石坝坝基渗漏的原因包括:
缺少必要的防渗措施。
截水槽未与不透水层相连接。
截水槽填筑质量不好或尺寸不够而破坏。
铺盖长度不够。
铺盖厚度较薄被渗水击穿。
水库运用不当,库水位降落太低,以致河滩台地上部分黏土铺盖暴晒裂缝而失去防渗作用。
因导渗沟、减压井养护不良,淤塞失效,致使覆盖层被渗流顶穿形成管涌或使下游逐渐沼泽化等。
土石坝坝基渗漏的处理措施可归纳为“上堵下排”,包括垂直防渗和水平防渗两种防渗措施,冲抓套井回填防渗墙措施、灌浆帷幕、防渗墙等,以及导渗沟和减压井等导渗措施。
第三节 土石坝的渗流分析一、渗流分析的目的1) 确定浸润线的位置; 2) 确定坝体和坝基的渗流量; 3) 确定渗流逸出区的渗透坡降。
二、渗流分析方法常用的渗流分析方法:流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法。
三、水力学方法水力学方法基本假定: 均质, 层流, 稳定渐变流。
1)渗流计算的基本公式图4-19表示一不透水地基上的矩形土体,土体渗透系数为k ,应用达西定律和假定,全断面内的平均流速v 等于:dxdykv -= (4-8) 设单宽渗流量为q ,则:dx dykyvy q -== (4-9)将上式分离变量后,从上游面(x=0,y=H 1)至下游面(x=L ,y=H 2)积分,得:L kqH H 22221=- 即: LH H k q 2)(2221-= (4-10)若将式(5-9)积分限改为:x 由0至x ,y 由H 1至y ,则得浸润线方程:xy H k q 2)(221-=即: x kqH y 221-= (4-11) 2)水力学法渗流计算用水力学法进行土坝渗流分析时,关键是掌握两点:一是分段,根据筑坝材料、坝体结构及渗流特征,把复杂的土坝形状通过分段,划分为几段简单的形状。
二是连续,渗流经上游面渗入、下游面渗出,通过坝体各段渗流量相等。
以此建立各段渗流之间的联系。
一、不透水地基上土坝的渗流计算 (一)均质土坝的渗流计算1.下游有水而无排水设备或有贴坡排水的情况如图4-20所示,可将土石坝剖面分为三段,即:上游三角形段AMF 、中间段AFB″B′以及下游三角形B″B′N。
根据流体力学原理和电模拟试验结果,可将上游三角形段AMF 用宽度为△L 的矩形来代替,这一矩形EAFO 和三角形AMF 渗过同样的流量q ,消耗同样的水头。
△L 值可用下式计算: 11121H m m L +=∆ (4-12)式中:m 1为上游边坡系数,如为变坡可采用平均值。
于是可将上游三角形和中间段合成一段EO B″B′,根据式(4-10),可求出通过坝身段的渗流量为:L H a H k q '+-=2])([220211 (4-13)式中:a 0 为浸润线逸出点距离下游水面的高度;H 2 为下游水深;L '为EO B″B′的底宽,见图5-20。
第三节土石坝的渗流分析土石坝是一种常见的水工结构,用于拦截水流,形成水库储存水资源。
而土石坝在水库的稳定性和安全性方面的最关键问题之一就是渗流问题。
土石坝的渗流分析是为了确定渗流路径和渗流量,从而评估土石坝的稳定性。
土石坝渗流分析的基本理论是达西定律和渗流理论。
根据这两个理论,土石坝的渗流规律可以用渗流方程描述:Q=K×A×i其中,Q是坝体中的渗流量,K是渗透系数,A是渗透面积,i是渗透坡度。
渗透系数是描述土体渗透性质的重要参数,可以通过实验或采样测试得到。
渗透面积是指单位时间内的水流面积,可以通过计算得到。
渗透坡度是指单位长度内的水头差,可以通过坝体的水头测量得到。
土石坝的渗流分析可分为两种情况:一种是均匀渗流情况,另一种是非均匀渗流情况。
对于均匀渗流情况,可以通过渗透方程计算渗流量。
首先需要确定渗透系数,可以采用实验数据或经验公式计算。
然后确定渗透面积和渗透坡度,可以通过坝体的几何和水头测量来计算。
最后代入渗透方程计算出渗流量。
对于非均匀渗流情况,渗流路径复杂,需要进行更详细的分析。
可以采用有限元或有限差分等数值方法进行渗流分析。
首先需要建立坝体的几何模型,包括土石的分层结构、渗透性质等。
然后根据渗透方程和边界条件进行数值计算,得到各点的水头和渗流量分布。
通过分析水头和渗流量的分布,可以评估渗流路径和渗流量,为土石坝的稳定性和安全性评估提供依据。
总之,土石坝的渗流分析是土石坝设计和安全评估的重要内容。
通过理论分析和数值计算,可以得到土石坝的渗流路径和渗流量,评估土石坝的稳定性和安全性,为工程设计和运行提供科学依据。
同时,渗流分析还可以指导渗流控制和排水措施的设计,提高土石坝的渗流性能。
6.6.1渗流分析说明渗流分析的目的在于:①土中饱和程度不同,土料的抗剪强度等力学特性也相应地发生变化,渗流分析将为土石坝中各部分土的饱水状态的划分提供依据;②检验坝的初选形式与尺寸,确定渗流力以核算坝坡稳定;③进行坝体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,在此基础上确定坝体及坝基中防渗体的尺寸和排水设施;④确定通过坝和河岸的渗水量损失,并计算排水系统的容量。
依据《碾压土石坝设计规范》(SL274-2001 )中8.1.2,渗流计算应包括以下水位组合情况:①上游正常蓄水位与下游相应的最低水位;②上游设计洪水位与下游相应的水位;③上游校核洪水位与下游相应的水位;④库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况;6.6.2渗流分析计算积石峡库区周边均为不透水岩层,封闭条件良好,因此渗流分析计算模型为不透水地基均质坝。
对均质坝在不透水地基上,有排水设备的情况, 不考虑均质坝上游坝壳料部分对渗流的影响。
对棱体排水,浸润线逸出部分如图所示。
y 「在一单宽渗流量和均质坝下游坡渗流水深h可由下面两式联立解除:2 2q k[H i -(H2 h o)]一2L'h o 二L'2 (H i -出)2 -L'式中k——坝体的渗透系数,cm/s,其中k=0.45x 10 cm/s ;H——坝前水深,mH――坝后水深,mH——棱体前水深,mL ‘——透水区域,m。
1. 正常蓄水位时的渗流分析上游水位为1856m下游相应水位假设为1791m则上游水深H1 =1856-1782=74m,下游水深H2 =1791-1782=11m.L L —1—H174 = 30.83m1+2g 1+2 汉2.5L =(1865.07 -1856) 2.5 13 (1865.07 -1798)2.5 -(1798 -1791) 1 =196.35mL^L L L =42.59 169.59 = 227.18m代入式h0二• L'2(巴-H2)2 -L'2 2k[H1 ~(H^h0)]ho=14.85m,代入式2L' ,k=0.45x10 -6cm/s渗流量为:q=5.1x10 -8—/S,带入浸润线方程:将渗流曲线坐标值列入下表中表6.6.2-1正常蓄水位渗流曲线坐标值2. 设计洪水位时的渗流分析上游水位为1858.22m,下游相应水位假设为1793m则上游水深H, =1858.22-1782=76m,下游水深H2=1793-1782=11m.|_ L ―1— H1 —76 = 31.7 m1+2m 1+2沢2.5L =(1865.07 -1858.55) 2.5 13 (1865.07 -1798)2.5 -(1798 -1793) 1 =198.35mL^L L L =31.7 198.35 = 230.02m代入式h。