------------------------------------------------------------------------ 计算项目：草荡
------------------------------------------------------------------------ [计算简图]
分析类型: 不稳定流
[坡面信息]
左侧水位高: 4.330(m)
右侧水位高: -0.420(m)
左侧水位高2: 2.330(m)
右侧水位高2: -10000.000(m)
坡面线段数 6
坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m)
1 10.625 4.750
2 4.219 0.000
3 8.281 -4.250
4 0.719 -0.250
5 1.500 0.000
6 2.219 -1.500
[土层信息]
坡面节点数 = 10
编号 X(m) Y(m)
0 0.000 0.000
-1 10.625 4.750
-2 14.844 4.750
-3 23.125 0.500
-4 23.844 0.250
-5 25.344 0.250
-6 27.563 -1.250
-7 9.686 4.330
-8 26.335 -0.420
-9 5.212 2.330
附加节点数 = 17
编号 X(m) Y(m)
1 9.250 -1.250
2 20.31
3 -1.250
3 -3.000 0.000
4 -3.000 -6.000
5 9.250 -6.500
6 13.125 -7.500
7 15.531 -8.750
8 28.781 -9.500
9 28.781 -1.250
10 26.875 -2.000
11 21.031 -2.000
12 -3.000 -10.500
13 9.219 -10.500
14 22.813 -13.500
15 28.781 -13.500
16 -3.000 -17.000
17 28.781 -17.000
不同土性区域数 = 5
区号土类型 Kx Ky Alfa 孔隙率饱和度单位储存节点编号
(m/d) (m/d) (度) 量1/m*0.001
1 细砂 0.00606 0.02240 0.100 0.445 0.900 2.000
(-1,-7,0,1,2,-3,-2,)
2 细砂 0.00264 0.00861 0.100 0.564 0.900 2.000
(0,3,4,5,6,7,8,9,-6,10,11,2,1,)
3 细砂 0.05500 0.05260 0.100 0.43
4 0.850 2.000
(4,12,13,14,15,8,7,6,5,)
4 细砂 0.79500 0.26800 0.100 0.407 0.900 2.000
(12,16,17,15,14,13,)
5 细砂 86.40000 86.40000 0.100 0.350 0.250 2.000
(-3,2,11,10,-6,-8,-5,-4,)
[面边界数据]
面边界数 = 8
编号1, 边界类型: 已知水头
节点号: 3 --- 0
时间节点水位升降值(m)
初始节点水头高度 4.330 --- 4.330 (m)
0.000 0.000
1.000 -0.680
2.000 -1.350
3.000 -2.030
4.500 -2.030
编号2, 边界类型: 已知水头
节点号: 0 --- -7
时间节点水位升降值(m)
初始节点水头高度 4.330 --- 4.330 (m)
0.000 0.000
1.000 -0.680
2.000 -1.350
3.000 -2.030
4.500 -2.030
编号3, 边界类型: 已知水头
节点号: -6 --- -8
节点水头高度 0.420 --- 0.420 (m) 编号4, 边界类型: 已知水头
节点号: -6 --- 9
节点水头高度 0.420 --- 0.420 (m) 编号5, 边界类型: 可能的浸出点
节点号: -2 --- -3
编号6, 边界类型: 可能的浸出点
节点号: -4 --- -3
编号7, 边界类型: 可能的浸出点
节点号: -4 --- -5
编号8, 边界类型: 可能的浸出点
节点号: -5 --- -8
[点边界数据]
点边界数 = 1
编号1, 边界类型: 已知水头
节点编号描述: -5
节点水头高度 1.000(m)
[计算参数]
剖分长度 = 1.000(m)
收敛判断误差(两次计算的相对变化) = 0.100%
最大的迭代次数 = 30
时间增量的段数 = 1
时间步时间增量(天) 重复次数累计时间(天) 1 2.000 1 2.000
初始压力水头：由原始水面线计算
初始水面线段数 = 3
初始水面线起始坐标X = 0.000(m)
初始水面线起始坐标Y = 3.000(m)
水面线号水平投影(m) 竖直投影(m)
1 10.000 5.000
2 10.000 5.000
3 10.000 5.000
[输出内容]
计算流量:
流量计算截面的点数 = 2
编号 X(m) Y(m)
1 13.000 8.000
2 13.000 -20.000
画分析曲线:
分析曲线截面始点坐标: (0.000,0.000)
分析曲线截面终点坐标: (30.000,0.000)
------------------------------------------------------------------------ 计算结果:
------------------------------------------------------------------------
渗流量
时间增量步 01, 时间 0.0000(天) : 2.38476 m3/天
时间增量步 02, 时间 2.0000(天) : -0.02015 m3/天
浸润线
时间增量步 1, 时间 0.000(天) :
时间增量步 2, 时间 2.000(天) :
浸润线共分为 2 段
第 1段 X(m) Y(m)
23.844 0.250
23.844 0.250
23.844 0.250
23.844 0.250
23.844 0.250
23.130 0.266
23.130 0.266
22.750 0.267
22.750 0.267
22.194 0.286
22.194 0.286
21.031 0.445
21.031 0.445
20.942 0.457
20.942 0.457
20.891 0.474
20.891 0.474
19.979 0.822
19.979 0.822
19.599 0.995
19.599 0.995
19.263 1.157
19.263 1.157
18.638 1.431
18.638 1.431
18.350 1.541
18.350 1.541
17.639 1.802
17.639 1.802
17.367 1.887
17.367 1.887
16.558 2.125 16.440 2.161 16.440 2.161 16.409 2.170 16.409 2.170 16.362 2.182 16.362 2.182 15.270 2.417 15.270 2.417 15.195 2.431 15.195 2.431 14.405 2.570 14.405 2.570 14.097 2.602 14.097 2.602 13.386 2.680 13.386 2.680 12.460 2.746 12.460 2.746 12.235 2.764 12.235 2.764 11.978 2.776 11.978 2.776 11.409 2.804 11.409 2.804 11.052 2.810 11.052 2.810 10.384 2.818 10.384 2.818 9.697 2.811 9.697 2.811 9.213 2.809 9.213 2.809 8.782 2.798 8.782 2.798 8.413 2.795 8.413 2.795 7.688 2.798 7.688 2.798 7.063 2.821 7.063 2.821 6.779 2.832 6.779 2.832 6.450 2.884
第 2段 X(m) Y(m) 26.335 -0.420 26.335 -0.420 26.335 -0.420
26.335 -0.420 26.335 -0.420 26.335 -0.420 26.335 -0.420
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： T H L T H H D 88.0m k q q 11210 ++-+=）（ （E.3.1） H m m b 121+-+=）（H H L （E2.1-3） 111 1 2m 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(1220222 22 +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 ' 22 2q h y - ……………（E.3.2-6） 式中：q'= ）（021112 211 m 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；
(1.浙江省水利水电河口海岸研究设计院，浙江杭州 310020) 在土石坝坝体和坝基适当部位，有计划地设置一些测压管或渗压计，以及在其下游 适当部位设置观测渗流量的量水堰，并进行观测，可及时了解水库在运行过程中坝 体的浸润线位置和渗流区各点渗透压力的大小，以及通过坝体和坝基渗流量的变化 情况，这对大坝的渗流和稳定分析都具有很大的实际意义。对土石坝各部位的测压 管水位和渗流量，选用合理的分析模型进行及时的分析是监测土石坝运行安全的重 要内容。本文从渗流的支配方程入手，建立了土石坝中有压、无压渗流及其渗流量 观测资料的分析模型。经过实际应用表明，它可较好地解决实际工程问题。 1 土石坝渗流的支配方程 忽略地下水流动方程中的惯性项，土石坝渗流的支配方程[1,2]为 (1) 渗流场为均质各向同性时，式（1）变为 或(2) 式中：k x、k y、k z分别为x、y、z方向上的渗透系数，h为水头，Φ=-kh为渗流速 度势。 对稳定渗流而言，它的解实际上可归结为在满足某特定边界条件下，求解上述方程式。对无压渗流问题，由于浸润面事先为未知边界，故在求解过程中，先假定浸润 面边界，然后需通过反复试算，才可以对问题进行求解。根据АравинВ.И.和НумеровС.Н.的推导结果[1]，对具有自由面的缓变渗流，当坐标轴位 于不透水层面时，其不稳定渗流的方程形式为：。在 稳定渗流时，则渗流方程的形式为：。以上式中：H为水深函数；n e为有效孔隙率；t为时间。在这种情况下，浸润线位置即是方程中的一个变量，故它无需作为边界条件来考虑。由于这时地下水流水深函数H的平方项亦满足 拉普拉斯方程，故只需以H2为基本变量，就可求解有压渗流一样的方法解决无压 渗流问题。因此人们常将上述方程应用于无压渗流问题中。 2 坝基有压渗流观测资料分析 根据上述渗流支配方程的基本特性，当渗流场固定时，各点的位势应不随时间而变。位势可用下式表示：。式中：h i为测压管水位，H1、H2分别为上下游
5.5.6渗透和稳定性复核 5.5. 6.1石坑水陂防渗复核计算 石坑水陂基础为粘土，根据《水闸设计规范》SL265-2001“表6.0.4”知， 水平段允许渗流坡降值［J x ］=0.40，出口段允许渗流坡降值［J ］=0.70。陂前 水深： H 设 =2.66m；地基为粘土c=3；地下轮廓线最小长度［L］=c×H=3×2.66=7.98m； 附图5-4 石坑水陂防渗计算简图 a.渗透变形复核 由附图5-4地下轮廓线实际长度L=13.88m，L>［L］=7.98m，不会发生渗透变形，满足安全要求。 b.渗透稳定性复核计算 由附图5-4计算渗透压力： H 1=2.05m H 2 =1.96m H 3 =1.92m H 4 =1.85m H5=1.20m H 6 =1.06m H 7 =0.98m H 8=0.88m H 9 =0.29m H 10 =0.19m H 11 =0.11m H 12 =0.04m H 13 =0m 计算得渗透坡降： 出口 J = H 12 /L 12-13 =0.04 /0.25=0.16<［J0］=0.40 水平 Jw=（H 5 -H 12 ）/（L 5 -L 12 ）=0.50/8.00=0.06<［Jx］=0.70
石坑水陂陂基满足抗渗要求，不会发生渗透破坏。 5.5. 6.1塘村水陂防渗复核计算 塘村水陂基础为粘土，根据《水闸设计规范》SL265-2001“表6.0.4”知， 水平段允许渗流坡降值［J x ］=0.40，出口段允许渗流坡降值［J ］=0.70。陂前 水深： H 设 =2.16m；地基为粘土c=3；地下轮廓线最小长度［L］=c×H=3×2.16=6.48m； 附图5-4 塘村水陂防渗计算简图 a.渗透变形复核 由附图5-4地下轮廓线实际长度L=7.67m，L>［L］=6.48m，不会发生渗透变形，满足安全要求。 b.渗透稳定性复核计算 由附图5-4计算渗透压力： H 1=1.16m H 2 =1.07m H 3 =1.02m H 4 =0.96m H5=0.75m H 6 =0.66m H 7 =0.61m H 8=0.55m H 9 =0.19m H 10 =0.12m H 11 =0.08m H 12 =0.03m H 13 =0m 计算得渗透坡降： 出口 J = H 12 /L 12-13 =0.03/0.20=0.15<［J0］=0.40
二 四年一月 1渗流基本理论 1.1水工渗流的危害及渗流分析计算的任务 流体在多孔介质中的运动称为渗流。水是最为常见的流体，水利水电工程中由于广泛建造堤、坝、围堰、水闸等挡水建筑物形成了水头差，这些建筑物或其地基通常是透水的多孔介质，因此水工渗流现象十分普遍。 水工渗流造成多方面的危害。渗流造成水库、渠道水量损失；渗流使堤坝、围堰土体饱和，降低坝体的有效容重和抗剪强度，可能导致坝坡失稳；建筑物地基渗流对建筑物底部产生扬压力，也不利于建筑物的稳定；渗流流速过大时，还可能造成坝体或建筑物地基的土体颗粒流失，发生渗透变形，从而使堤坝崩塌或建筑物滑移、倾覆；水库渗流还可能引起下游地下水位升高，导致农田冷浸渍害、盐碱化，使作物减产；拦污坝渗流造成地下水环境污染。 水工渗流分析计算的任务就是要研究水在渗流区域的渗流流速、流量、水头分布及浸润线等，从而为采取合理的渗流控制措施提供依据，以避免或减缓渗流危害。 1.2达西定律 19世纪50年代，法国工程师亨利·达西（H.Darcy ）通过对装在圆筒中的均质砂土进行渗透试验发现，通过两个渗流断面间的平均渗流流速，正比于两断面间的水头差△h ，反比于渗径长度L ，且与土粒结构及流体性质有关。这就是著名的达西定律，可用公式表达为： kJ ds dh k L h k v =-=?-= (1.2.1) 式中h —测压管水头，g v p z h 22 αγ++=，z 为位置高度，p 为压强，γ为水的容重。因为
渗流的流速一般很小，流速水头g v 22 α可忽略，故γp z h +=。 k —反映土粒结构及流体性质的系数，即渗透系数，对于某一具体的流体（比如水）而言，k 值仅与土粒结构有关。 J —渗透坡降，ds dh J = 。 式中的负号“-”表示水总是流向水头减小的方向。 应当注意，达西定律中的流速是全断面上的平均流速v ，而不是土体孔隙中的流速, v ，这两种流速存在以下关系： ,nv v = (1.2.2) 式中n 为体积孔隙率，可见达西流速小于土体孔隙中的流速。 还应注意，达西定律只能适用于层流状态的渗流运动。在水利工程中，除了堆石坝、堆石排水体等大孔隙介质中的渗流为 流之外，绝大多数渗流都属于层流，达西定律都可适用。对于非层流渗流，其流动规律可用以下公式形式表达: m kJ v 1 = （1.2.3） 上式中当m=1时，为层流渗流；当m=2时，为完全紊流渗流；当1＜m ＜2时，为层流到紊流的过渡区。 将式（1.2.1）等号两边向x 、y 、z 轴投影，便得到空间直角坐标系中的达西公式： x x x x J k x h k v =??-= y y y y J k y h k v =??-= （1.2.4） z z z z J k z h k v =??-= 1.2.3渗流运动连续性方程
稳定计算原理简介 按照对附加孔隙水压力的不同考虑，稳定计算分为总应力法和有效应力法，总应力法不考虑孔隙水压力，采用总应力强度指标（快剪指标）;有效应力法计入附加孔隙水压力，采用有效应力强度指标。有效应力法是通用计算方法，适用于各种工况。稳定渗流期认为附加孔隙水压力已经消散不予考虑，施工期和水位降落期对粘性土应该计入附加孔隙水压力。在没有实测资料的情况下，附加孔隙水压力=孔压系数×土条有效重量的增量。 表计算方法和对应的强度指标 体公式参见《碾压式土石坝设计规范》，《堤防工程设计规范》等相关文献。 计算时需要求最小安全系数的滑弧位置，有关计算由软件自动实现。
Autobank稳定计算报告 1 计算选项设定值 作业数量=0 搜索精度=3 设定滑面最小长度(m)=1 设定滑面最小深度(m)=0.5 土条数量=30 2 材料表 3 各工况计算过程 正常运行+死水位,正常运行期,有效应力法,死水位,u'=0,无降雨,毕肖普法,0g(向左滑动) 稳定安全系数Fs=1.46693 AF/F=1656/1128.79 滑面类型=圆弧 圆弧半径(m)=24.1132 滑动方向=向左滑动 外加荷载总量(KN):Fx=0,Fy=0
Autobank稳定计算报告 2020.05.11 17:03:31 土条宽度(m)=1.034 说明: 有效重:浸润线以上为自然容重,浸润线以下浮容重.总重:计算地震惯性力所用重量,浸润线以下饱和容重.渗流水重:浸润线和坡外水位之间的水流重量. 增量重:土条新填筑土层的重量,用于有效应力法 u:渗流水重/土条宽度 坡外水位=317.37
------------------------------------------------------------------------ 计算项目：草荡 ------------------------------------------------------------------------ [计算简图] 分析类型: 不稳定流 [坡面信息] 左侧水位高: 4.330(m) 右侧水位高: -0.420(m) 左侧水位高2: 2.330(m) 右侧水位高2: -10000.000(m) 坡面线段数 6 坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 1 10.625 4.750 2 4.219 0.000 3 8.281 -4.250 4 0.719 -0.250 5 1.500 0.000 6 2.219 -1.500 [土层信息] 坡面节点数 = 10 编号 X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 10.625 4.750 -2 14.844 4.750 -3 23.125 0.500 -4 23.844 0.250 -5 25.344 0.250 -6 27.563 -1.250 -7 9.686 4.330
-8 26.335 -0.420 -9 5.212 2.330 附加节点数 = 17 编号 X(m) Y(m) 1 9.250 -1.250 2 20.31 3 -1.250 3 -3.000 0.000 4 -3.000 -6.000 5 9.250 -6.500 6 13.125 -7.500 7 15.531 -8.750 8 28.781 -9.500 9 28.781 -1.250 10 26.875 -2.000 11 21.031 -2.000 12 -3.000 -10.500 13 9.219 -10.500 14 22.813 -13.500 15 28.781 -13.500 16 -3.000 -17.000 17 28.781 -17.000 不同土性区域数 = 5 区号土类型 Kx Ky Alfa 孔隙率饱和度单位储存节点编号 (m/d) (m/d) (度) 量1/m*0.001 1 细砂 0.00606 0.02240 0.100 0.445 0.900 2.000 (-1,-7,0,1,2,-3,-2,) 2 细砂 0.00264 0.00861 0.100 0.564 0.900 2.000 (0,3,4,5,6,7,8,9,-6,10,11,2,1,) 3 细砂 0.05500 0.05260 0.100 0.43 4 0.850 2.000 (4,12,13,14,15,8,7,6,5,) 4 细砂 0.79500 0.26800 0.100 0.407 0.900 2.000 (12,16,17,15,14,13,) 5 细砂 86.40000 86.40000 0.100 0.350 0.250 2.000 (-3,2,11,10,-6,-8,-5,-4,) [面边界数据] 面边界数 = 8 编号1, 边界类型: 已知水头 节点号: 3 --- 0 时间节点水位升降值(m) 初始节点水头高度 4.330 --- 4.330 (m) 0.000 0.000 1.000 -0.680 2.000 -1.350 3.000 -2.030 4.500 -2.030 编号2, 边界类型: 已知水头 节点号: 0 --- -7
理正软土地基堤坝设计软件 计算项目：简单软土地基堤坝设计 1 计算时间： 2014-08-17 10:01:01 星期日 ============================================================================ 原始条件: 计算目标: 只计算稳定 堤坝设计高度: 10.000(m) 堤坝设计顶宽: 4.000(m) 竣工后左侧工作水位高: 9.000(m) 竣工后右侧工作水位高: 0.000(m) 竣工后经过 2.000 个月注水到工作水位 堤坝左侧坡面线段数: 1 坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 1 20.000 10.000 堤坝右侧坡面线段数: 1 坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 1 20.000 10.000 工后沉降基准期结束时间: 2(月) 荷载施加级数: 1 序号起始时间 (月) 终止时间(月) 填土高度(m) 是否作稳定计算 1 0.000 6.000 10.000 否 堤坝土层数: 1 超载个数: 1 层号层厚度(m) 重度(kN/m3) 饱和重度(kN/m3) 内聚力(kPa) 内摩擦角(度) 水下内聚力(kPa) 水下内摩擦角(度) 1 10.000 14.000 18.500 25.000 20.000 20.000 15.000 超载号定位距离(m) 分布宽度(m) 超载值(kPa) 沉降计算是否考虑稳定计算是否考虑 1 4.000 12.000 80.000 否是 地基土层数: 1 地下水埋深: 1.000(m) 层号土层厚度重度饱和重度地基承载力快剪C 快剪Φ 固结快剪竖向固结系水平固结系排水层 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (kPa) (度) Φ(度) 数(cm2/s) 数(cm2/s)
友谊水库大坝模型渗流分析 大坝渗流是水库大坝常见病害之一，大坝渗流不仅造成水资源流失甚至影响大坝的稳定性。文章利用ANSYS软件对河北省友谊水库大坝建立了有限元模型，进行了渗流模拟计算，并将计算结果与实测结果进行比较分析，为大坝的除险加固提供理论依据。 标签：土石坝；ANSYS软件；渗流计算 截至2003年底，全世界共建15m高度以上大坝41413座，其中土石坝33958座，占82.7%；目前，我国已建水库8.6万余座，大中型水闸7.6万余座[1]，其中坝高15m以上的土石坝近2万座，占世界土石坝总数48.3%。这些水库在不同程度上均存在一定的安全隐患，除了防洪标准偏低以外，有些土坝的变形稳定和渗流稳定得不到保证，这是影响水利枢纽工程安全运行的主要因素[2]。大坝蓄水后，在上下游水头差的作用下，坝体和坝基会出现渗流现象，这将导致坝体出现各种不利因素导致其功能降低，或使大坝存在一定的安全隐患，从而影响大坝下游安全。 目前，渗流计算的方法有很多种，归纳起来主要有两大类。即理论分析方法和试验分析法[3]。其中，理论分析法包括：解析法、数值法、图解法；由于实际工程边界条件复杂，且渗流介质并非是单一介质，利用近似求解法计算往往不能得到满意结果，因此，目前大多采用有限单元法对大坝渗流进行模拟计算。ANSYS是美国ANSYS软件公司开发的大型通用有限元计算软件，具有强大的求解器和前、后处理功能。该软件可以进行热、电、磁、声、流体和结构等有限元分析，并可以进行多物理场偶合分析。由于渗流场和温度场可以相互比拟，本文采用ANSYS的温度场分析功能进行渗流场计算，取得了较满意的结果。 1 友谊水库大坝渗流场分析 1.1 水库基本情况 友谊水库位于河北省尚义县与内蒙古自治区兴和县交界处，是永定河支流东洋河上游的主要水利枢纽工程，控制流域面积2250km2，总库容1.16亿m3，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾养殖的大（Ⅱ）型水利枢纽工程，工程等级为Ⅱ级，控制灌溉面积36万亩。水库设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为2000年一遇。水库枢纽工程主要有拦河坝、溢洪道、输水洞等，水库拦河坝为均质土坝，最大坝高40m，坝顶高程1200m，坝顶长287m，坝顶宽7m，防浪墻高程1201.2m。上游坡由1：2.5、1：3、1：3.5三段组成，下游坝坡为1：2.5、1：3.5、1：3.5。下游坝坡高程1187m和1175m处增设两级马道，高程1187m马道宽度为2m，在高程1175m处马道宽5.0m。坝基为砂砾石，厚5～7m，未清基。坝前采用水平防渗，下游设排水反滤体，高6m。溢洪道堰型为驼峰堰，堰顶高程1190m，设五孔钢闸门控制，单孔净宽9m，下设差动式挑流鼻坎消能，全长208m，最大泄量2384 m3/s。输水洞为压力遂洞，进口高程1173.00m，洞径2.2m变1.8m，
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 571.47 3300<==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)(5.123 0+=T S ζ计算阻力系数，Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ段为内部 垂直段，用公式)1(4 ln 2 T S ctg y - =π π ζ计算阻力系数，Ⅲ、Ⅵ段为水平段，用公式T S 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∑=?=n i i i i H h 1 ξ ξ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
不透水地基上均质土石坝的渗流计算 以下游有水而无排水设备的情况为例。 计算时将土坝剖面分为上游楔形体,中间段和下游楔形体三段,如图1所示。 图1不透水地基上均质坝的渗流计算图 为了简化计算,根据电拟实验的结果,上游楔形体AMF 可用高度为H 1,宽度为1H L λ=?的等效矩形代替,λ值由下式计算: 1 211+=m m λ (1) 式中 1m ——上游坝面的边坡系数,如为变坡则取平均值。 这样就将上游面为坡面的渗流转换为上游面为铅直面的土石坝渗流问题。对所讨论情况的渗流计算可分两段进行,即坝身段(EOB”B ')及下游楔形体段(B’B”N ),见图1(a)。 按式(1)得通过坝身段的渗流量为: L a H H K q ' +-=2)(2 02211 (2) 式中 0a ——浸润线出逸点在下游水面以上高度； K ——坝身土壤渗透系数； H 1——上游水深； H 2——下游水深； L '——见图1。 通过下游楔形体的渗流量,可分下游水位以上及以下两部分计算,见图1(b)。 根据试验研究认为，下游水位以上的坝身段与楔形体段以1：0.5的等势线为分界面，下游水位
以下部分以铅直面作为分界面，与实际情况更相近，则通过下游楔形体上部的渗流量'2q 为： ()?+=+='0020225.05.0a m a K dy y m y K q (3) 通过下游楔形体下部的渗流量" 2q 为 222022 0221)5.0(m H m a m H a K q +++=" （4） 通过下游楔形体的总渗流量为2q : )1(5.02 0220222H a a H m a K q q q m +++="+'= （5） 式中 () 2225.02+=m m a m 根据水流连续条件,q q q ==21 ,并联立式(2)、式(5)两式,就可求出两个未知数渗流量q 和逸出点高度0a 。 浸润线由式(4)确定。上游坝面附近的浸润线需作适当修正:自A 点作与坝坡AM 正交的平滑曲线,曲线下端与计算求得的浸润线相切于A’点。 当下游无水时,以上各式中的H 2=O ；当下游有贴坡排水时,因贴坡式排水基本上不影响坝体浸润线的位置,所以计算方法与下游不设排水时相同。 有褥垫排水的均质坝 和有棱体排水的均质坝渗流计算公式。 标签：不透水地基上均质土石坝的渗流计算
工程名称; C:\Documents and Settings\Administrator\My Documents\渗流稳定计算.dwg 工况: 运行期分条数量: 30 滑面形式: 圆弧,滑动方向:右坡外水位: 无地震加速度: 0.000g 计算方法: 有效应力法,简化毕肖普法安全系数: 0.648 抗滑力 =83067.7734KN,滑动力=128231.3203KN 计算日期: 12-04-27,18:14:36 =======================土层基本数据 ================================== 坝体容重＝21.000 浮容重＝12.000 非线性类型=0 有效强度指标(水下/水上: c=35.00/35.00 Fi=34.00/34.00 总应力强度指标(水下/水上: C=0.00/0.00 Fi=0.00/0.00 固结排水强度指标(水下/水上: C=0.00/0.00 Fi=0.00/0.00 单位深度c值增量(水下/水上: DC=0.00/0.00 孔隙压力系数(水下: B=0.00 棱体容重＝23.000 浮容重＝14.000 非线性类型=0 有效强度指标(水下/水上: c=10.00/10.00 Fi=40.00/40.00 总应力强度指标(水下/水上: C=0.00/0.00 Fi=0.00/0.00 固结排水强度指标(水下/水上: C=0.00/0.00 Fi=0.00/0.00 单位深度c值增量(水下/水上: DC=0.00/0.00 孔隙压力系数(水下: B=0.00 =======================分条基本数据================================== 土条宽度: 7.5620 h1 = 浸润线 以上、同时坡外水位以上部分的高度,自然容重 h2 = 浸润线以下、坡外水位以上部分的高度,饱和容重 h3 = 浸润线以上、坡外水位以下部分的高度,自然容重－水容重h4 = 坡外水位以下、同时浸润线以下部分的高度,浮容重 z = 土条底部淹没在坡外水位以下的高度z1 + 土条顶部淹没在水位以下的高度z2 土条号地面高程总高度 z h1 h2 h3 h4 y方向超载 C Fy 1 6.32E+02 7.95E+00 0.00E+00 7.95E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.50E+01 34.000 2 6.32E+02 2.34E+01 0.00E+00 2.34E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.50E+01 3 4.000 3 6.30E+02 3.61E+01 0.00E+00 3.61E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.50E+01 34.000 4 6.19E+02 3.97E+01 0.00E+00 3.97E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.50E+01 34.000 5 6.09E+02 4.26E+01 0.00E+00 4.26E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.50E+01 34.000 6 5.98E+02 4.50E+01 0.00E+00 4.50E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.50E+01 34.000 7 5.88E+02 4.68E+01 0.00E+00 4.68E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 3.50E+01 34.000 8 5.78E+02 4.82E+01 0.00E+00 4.82E+01 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
根据堤《防工程设计规范GB50286-98 》 附录不透水堤基均质土堤下游无排水设备或有贴坡式排水 项目计算式数值单位备注 上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1 下游坡度m2 = 3 = 3 / 1:m2 堤顶宽度B = 6 = 6 m 堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m 堤底高程▽底 = 17 = 17 m 上游水位▽1 = = m 下游水位▽2 = 18 = 18 m k = = m/s 堤身高度H = 27-17 = 10 m 上游水深H1 = = m 下游水深H2 = 18-17 = 1 m L = ×3+6+10×3 = m 上有水面至下游堤脚 ΔL = 3×(2×3+1) = m m1H1/(2m1+1) L1 = + = m L+ΔL 试算法计算逸出高度h0，假设h0的试算范围h01～h02，计算的步长以及精度h01 = 1 = 1 m h02 = 10 = 10 m 步长 = = m 精度 = = m 试算得到h0 = = m 手动输入 q/k = ^^2)/(2××) = m q/k = = m 平均q/k = +/2 = m 平均渗流量q = × = m3/s/m 方程 y=SQRT+ 下游坝坡最大渗出坡降J = 1/3 = / 1/m2 附录不透水堤基均质土堤下游设褥垫式排水 项目计算式数值单位备注 上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1 下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2
堤顶宽度B = 6 = 6 m 堤顶高程▽顶= 27 = 27 m 堤底高程▽底= 17 = 17 m 上游水位▽1= = m 下游水位▽2= 18 = 18 m 褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚 k = = m/s 堤身高度H = 27-17 = 10 m 上游水深H1 = = m 下游水深H2 = 18-17 = 1 m L = ×3+6+10×5-5 = m 上游水面至褥垫ΔL= 3×(2×3+1)= m m1H1/(2m1+1) L1 = + = m L+ΔL 逸出高度h0 = SQRT^2+^2) = m 排水体工作长度a0 = 2 = m h0/2 q/k = = m h0 渗流量q = ×= m3/s/m
大坝及坝基渗流监测技术 [摘要] 文中简要叙述了大坝及坝基渗流监测的传统监测方法，重点介绍了渗流监测中的热监测和CT监测新技术，并列举了这些新技术在工程中的应用，结果说明这些新技术为有效监测大坝及坝基的渗流提供了保证。 [关键词] 大坝坝基渗流监测 CT技术 一、概述 水库建成蓄水后，在上、下游水位作用下，坝体和坝基均会出现渗流现象。渗流对坝体和坝基稳定有重要影响。由于人们对客观规律认识的局限性，渗流计算和所考虑的防渗导渗措施往往不可能十分完善，在实际工程中，常发生超出设计预计的异常渗流现象，据国内外统计，由于渗流问题而失事的大坝，约占大坝总事故的40%左右。由此可见，对渗流问题必须予以高度重视，决不可掉以轻心。大坝在施工和建成后，为了确保大坝安全和水库蓄水效益，必须进行渗流监测，以确切掌握坝体及基础内部的渗流变化规律性，例如基础内各处的渗流强度、来源、流向及其变化；有无比较严重的集中渗流带；大坝蓄水后有无不利于基础安全的趋势性变化等，作为判断大坝稳定程度以及维修加固措施的重要依据。 二、传统的渗流监测方法 坝体渗流压力的测点应根据水库的重要性和规模大小、坝型、断面尺寸、坝基地质情况以及防渗、排水结构等进行布置。一般应选择最重要、最有代有性，而且能控制主要渗流情况以及预计有可能出现异常渗流的横断面，作为坝体渗流压力观测断面布置孔隙水压力计或测压管。例如选择最大坝高、老河床、合龙段以及地质情况复杂处，设计时进行稳定和应力计算的断面。 对于混凝土坝坝基渗流观测，通常沿着坝轴线方向选择一个纵断面和垂直于坝轴线方向选择若干个横断面布置测压管或孔隙水压力计。 对于土石坝通常也在坝基内埋没孔隙水压力计或测压管来进行观测。 孔隙水压力计的品种多样，目前在国内使用较多的是差动电阻式和振弦式等。 差动电阻式孔隙水压力计根据传感器内的两电阻之间的比值变化，计算测点处的渗流压力，其计算公式为：
赤峰市红山区城郊乡防洪工程 稳定计算 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，堤高米（P=2%），半支箭左岸（0+）横断面，堤高米（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： T H L T H H D 88.0m k q q 11210++-+=）（ （） H m m b 121+-+=）（H H L （） 1111 2m m H L +=? （） 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 ……………（） 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 '22 02q h y - ……………（） 式中：q'= ）（021112 0211m 2m 2k h m H L h H -++-+0211010m k h m H L h H T -+-（） k ——堤身渗透系数； k 0——堤基渗透系数；
第3章渗流安全评价 3.1. 渗流计算应包括以下内容 确定坝体浸润线及其下游出逸点的位置，绘制坝体及其坝基内的等势线分布图或流网图； 1. 确定坝体与坝基的渗流量； 2. 确定坝坡出逸段与下游坝基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透比降； 3. 确定库水位降落时上游坝坡内的浸润线位置空隙压力； 4. 确定坝肩的的等势线、渗流量和渗透比降。 3.2. 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. 上游设计水位与下游相应的水位； 3. 上游校核水位与下游相应的水位； 3.3. 渗流计算 3.3.1. 渗透系数的确定 结合《壁山县三百梯水库土工物理力学试验报告》及土工试验规程，根据现场勘探取芯情况，提出本工程坝体和坝基渗透系数建议值，见表3.1。 表3.1 三百梯水库坝体土（岩）材料渗透系数建议值 其渗流稳定分析计算得渗透系数分别都取坝体砂质粘土和坝基泥岩的平均值。其坝体土渗透系数和坝基泥岩渗透系数计算如下： 坝体
54511 (5.610 3.610)20.810/2 K cm s ---=?+?=? （3.1） 坝基 55521 (13.91062.210)38.0510/2 K cm s ---= ?+?=? （3.2） 3.3.2. 水库特征水位 表3.2 主要主要特征水位列表 3.3.3. 计算方法 采用水力学方法进行渗流分析计算 根据大坝轴线工程地质剖面图可知透水坝基的深度为325.76315.6610.1m -=，根据《水力学》第五版P223可知，当土石坝位于透水地基上，若坝基与坝体的渗流系数
2 121 4 4 11238.051010.118.4820.810111+ 11111+, 2.72.2 3.5 11111+, 2.432.18 2.7418.4811.5730.050.40.430.0512.020h h e e e e e d k d d d k d m m m m m m m m m m m m H T h m b H m h m --=+ ?=?=?===+===+==+=+===?==上段下段 上段下段上段下段 所以换算后等效透水地基厚度为： 4 4 38.051010.118.4820.810 h d m --?=?=? （3.3） 由于大坝上游和下游坝坡上段和下段坡率均不相同，按照《碾压式土石坝设计规范》对坝坡坡率按照下式进行换算： 111+e m m m =上段下段 （3.4） 上游坝坡坡率： 11111+, 2.72.2 3.5 e e m m m m ==+=上段下段 （3.5） 下游坝坡坡率： 11111+, 2.432.18 2.74 e e m m m m ==+=上段下段 （3.6） 3.3. 4. 正常蓄水工况渗流分析 表3.3 主要参数表格
渗流对边坡稳定性的影响评述
渗流对边坡稳定性的影响评述 摘要：渗流对边坡稳定性影响重大，本文对在渗流作用下边坡稳定性影响及边坡稳定性中考虑渗流的方法作简要介绍。 关键词：边坡稳定性分析、流固耦合、渗流场 1 前言 边坡是人类生产生活的最普遍也是重要的地理环境, 与人们的各种活动密 切相关。在人类发展过程中, 无时不与它相互冲突、相互协调, 进而达到相互依存。特别是近几十年来, 随着工程活动规模的扩大及经济建设的急剧发展, 边坡工程中高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题得到越来越多的重视。 土质边坡稳定向题一直是岩土工程领域中一项最基本而又十分主要的研究课题，科学合理地评价土坡稳定性对于确保人民生命财产和保证工程正常运行有非常重要意义。在影响土坡稳定性的诸多因素中，水的作用是一个至关重要的外在因素。大量事实表明：90%以上的土质边坡失稳与水有着息息相关的联系，尤其是在各种危险水力条件下由于渗流作用量易引发滑坡发生。 2 渗流的影响及危害 堤防、江河水库岸坡和土石坝的渗流稳定主要是渗透破坏问题。渗流破坏可区分为整体破坏和局部破坏。整体破坏即在渗流作用下的岸坡滑坡稳定性问题，整体稳定性分析，正确考虑作用在土体上的渗流作用是关键。渗流的局部破坏主要发生在地下水渗流的集中渗出点(渗流方向为自下而上或与坝坡相切)、边坡下游坡和基础薄弱部位。对渗流作用的破坏研究重点是危险水力条件及不同渗流方向时允许渗透坡降(与局部稳定相关)等，采取措施改变地下水渗流的方向、高度、渗出点坡降等，防止产生渗漏、管涌、流土和接触冲刷等渗透变形。据资料统计表明, 我国有新老滑坡约30 万处, 其中灾害性的约1. 5 万处, 每年 损失高达100 亿元以上。特别是在2008 年5 月12 日汶川大地震中, 由于边坡滑坡造成的经济损失巨大。大量的工程资料和实践经验表明：大坝在汛期发生的各种险情中，大部分是由于渗透破坏造成的。渗流造成管涌险情等局部稳定隐患和滑坡等整体稳定隐患。因此，须对大坝的渗流状况进行监控与分析，并对
目录 1.计算总说明............................... ..................... .. (2) 2.设计基本资料...................... ..................... . (3) 3.计算过程 (4) 4.计算结果分析与结论...................... ..................... . (5)
1、计算总说明 1.1 计算目的与要求 施工单位对充（吹）填砂取样实验，充（吹）填砂的内摩擦角与原设计计算采用的数值有差异，需用施工单位现场的实验数值对围堰边坡稳定计算进行复核。 根据充（吹）填砂施工单位实验数值，充（吹）填砂采用水下摩擦角16°，水上摩擦角20°进行边坡稳定复核。 由于东、西岸围堰设计断面一致，基础均为中、粗砂，可以采用东、西岸围堰最大断面进行复核，即东岸围堰6-6断面。 1.2 主要计算原则和方法 从受力性能上说，袋装砂实质上是一种加筋土坝。 计算采用瑞典圆弧法。计算采用北京理正边坡稳定分析软件6.0版，边坡稳定分析采用凝聚力C p 模型计算。 p C 式中，C p ——拟凝聚力，R f ——单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材
的极限抗拉强度；S y——土工合成材料层间距；K p——被动土压力系数。 单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材的极限抗拉强度为30kn。施工时，根据实际水位，水上土工合成材料层间距为0.7m，水下土工合成材料层间距0.5m，为简化计算，水上、水下土工合成材料层间距均按0.7m计。砂的内摩擦角水上水下统一按16度计。 C p=30*1.33/2*0.7=28.5kpa。 1.3 主要计算内容 根据GB50286-2013《堤防工程设计规范》，抗滑稳定计算分为正常运用条件和非常运用条件。 正常运用条件计算工况如下： 1）临水侧为设计洪水位和防洪高水位，稳定渗流期的背水侧堤坡的稳定； 2）设计洪水位和防洪高水位骤降期，临水侧堤坡的稳定。 非常运用条件计算工况包括： 1）施工期的堤坡稳定； 2）多年平均水位时遭遇地震的堤坡稳定。 由于堰基基本没有淤泥质类软土以及施工期堰身内外水位基本平衡，故不进行施工期的边坡稳定验算。本工程区地震基本烈度小于Ⅵ度，不进行地震时的堰坡稳定分析。因此，仅计算正常运用条件下的边坡稳定。 根据地形、地质条件、堰身断面情况选取典型断面进行围堰抗滑稳定分析计算。依据SL/T225-98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》规定，土工织物与土之间的摩擦角φsg可取土料内摩擦角φ的2/3。 2 设计计算基本资料
5 闸坝段基础渗流计算结果及分析 本次闸坝段基础渗流计算选取了7~8个典型剖面进行计算。图5为所选计算剖面，其设计的防渗布置方案及各地层覆盖层和基岩分布情况也示于图中。 对各坝段在上游水位为正常蓄水位1797m下游水位1774m运行工况进行了无防渗墙、防渗墙封闭至基岩（原防渗方案）、防渗墙插入砂质粉土层1m、防渗墙插入砂质粉土层 5m和防渗墙插入砂质粉土层10m等防渗方案的各剖面的渗流模拟计算，各方案的计算工况和内容列于下表2，其中，9-9剖面仅对防渗墙插入砂质粉土层10m和5m的防渗方案进行了的计算。 5.1 闸坝基础各防渗方案计算参数 覆盖层透水性：本阶段设计院对第②层漂（块）卵（碎）石进行了4段钻孔抽水试验，平均值渗透系数为7.26×10-2cm/s，属为强透水层；第②-1层泥质粉砂层进行了1段的抽水试验，渗透系数为 1.67×10-3cm/s，属中等透水层，第③层砂质粉土，室内试验渗透系数为2.66×10-7~6.74×10-5cm/s，属微透水~极微透水；第③-1层粉质粘土室内试验渗透系数为1.55×10-6~3.74×10-6cm/s，属微透水。 基岩透水性：据钻孔的压水试验资料，弱风化岩体以弱透水层为主，仅ZK18孔深51.5~66.5m为中等透水，透水率14.71~35.12，微风化岩体以微透水为主，局部为弱透水。下闸址区岩体相对隔水层（q≤5Lu）顶板埋藏较深，分别为：左岸为2.19~33.10m，相应高程为1799.37~1761.36m；右岸大于11.90m，相应高程在1834.50以下；河中为50.10~66.00m，相应高程为1726.21~1710.51m。 计算中该坝段基础覆盖层和基岩的渗透系数根据设计院试验建议值计算，其余均参照已建或已设计工程取值，渗流计算参数见表3，其中允许坡降为设计院提供。 表3 闸坝段渗流计算参数表