第30卷第6期 20o8年6月 人民黄河 YELLOW RIVER Vo1.30,No.6 Jun.,2008
【水利水电工程】
加设垂直防渗体的土石坝渗流计算方法初探
李建华,侍克斌,李 永
(新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052)
摘要:建在无限深透水地基上的土石坝,其渗流场的几何形状和边界务件较复杂,具有不同程度的非均质性和各向异
性的特点,对其渗流计算方法进行了分析比较,并运用边界元计算原理,建立了无限深透水地基上土石坝坝基垂直防渗
体的渗流计算模型。
关键词:无限深透水地基;边界元法;垂直防渗;渗流计算;数学模型;土石坝
中图分类号:TV641 文献标识码:A 文章编号:1000—1379(2008)06—0092-02
土石坝渗流属于无压渗流,有渗流自由面,且非稳定渗流
自由面会随坝前水位升降而变动,其渗流场的几何形状和边界
条件较为复杂,具有不同程度的非均质性和各向异性。土石坝
渗流计算采用数值计算法较为理想、有效,数值计算法是一种
近似的计算方法,对边界条件较复杂的问题进行计算,可达到
令人满意的精确度。
,, l渗流计算方法研究现状
渗流计算中常用的数值计算方法有有限差分法、有限元法
及边界元法。目前有限差分法已经很少应用,而有限元法应用
较多。边界元法是继有限差分法和有限元法之后发展起来的
一种新的数值计算方法,与有限元法相比,其具有以下优点:
①使问题的维数降低一维(如三维问题变为二维问题,二维变
成一维),从而使求解的自由度下降;②在相同离散精度的条件
下,边界元解的精度要高于有限元;③可以较容易地处理无限
域问题、断裂问题等;④在问题规模(自由度)不大的情况下,边
界元的解题速度高于有限元方法;⑤其适合于处理位势问题、
弹性问题。
目前,建立在有限深透水地基上的土石坝坝基渗流控制原
理及其措施的优化设计已日趋完善,无论是对水平防渗铺盖还
是各种垂直防渗措施,在理论上都有比较精确的计算方法。但