当前位置：文档之家 › 渗流稳定计算.pptx

渗流稳定计算.pptx

  • 格式：pptx
  • 大小：1.21 MB
  • 文档页数：26

下载文档原格式

  / 26

合集下载

稳定渗流计算

稳定渗流计算

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［Jx ］=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 H2=1.96m H3=1.92m H4=1.85m H5=1.20m H6=1.06m H7=0.98mH 8=0.88m H9=0.29m H10=0.19m H11=0.11m H12=0.04m H13=0m 计算得渗透坡降：出口 J= H12/L12-13=0.04 /0.25=0.16<［J0］=0.40水平 Jw=（H5-H12）/（L5-L12）=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［Jx ］=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 H2=1.07m H3=1.02m H4=0.96m H5=0.75m H6=0.66m H7=0.61mH 8=0.55m H9=0.19m H10=0.12m H11=0.08m H12=0.03m H13=0m 计算得渗透坡降：出口 J= H12/L12-13=0.03/0.20=0.15<［J0］=0.40水平 Jw=（H5-H12）/（L5-L12）=0.30/4.75=0.06<［Jx］=0.70塘村水陂陂基满足抗渗要求，不会发生渗透破坏。

渗流的基本定律(达西定律)PPT课件

渗流的基本定律(达西定律)PPT课件
32
小结
– 上述分类标准不同，无从属关系，可以 组合
– 均质与非均质，各向同性与各向异性概 念容易混淆
– 各向同性K为标量，各向异性K为张量
– 各向同性流场，J与v共线 – 各向异性流场，J与v一般不共线
33
§1.3 各向异性介质中地下水流的达西定律
1.渗透系数的张量表示式 1.达西定律的推广形式：
v K J v K J
设R为旋转矩阵 R 设R为旋转矩阵


cos sin

v v


R
vx vy

sin cos


J J


R
J J
x y

36
地下水通过非均质界面的折射现象 定义：地下水在非均质岩层中运动，当水流通过渗透系数突变的 分界面时，出现流线改变方向的现象 1. 折射定理
5
一、典型体元
(Representative elementary volume)
在水力学中引进质点的概念，把水看成连续介质， 则可用连续函数描述运动要素。 为了把渗流场概化为多孔介质连续体，用连续函数 描述，引进典型体元的概念。
什么是典型体元呢？现以孔隙度为例来讨论。
6
把V0称为典型体元。 引进REV后就可以把多孔介质处理为连
下游过水断面的水头差） ；
L——渗透途径（上下游过水断面的距
离） ；
I ——水力梯度（相当于h / L，即水头
差除以渗透途径） ；
K——渗透系数。
此即达西公式。
16
二、达西实验条件
稳定达西实验：得出渗透流速与水力坡度成 正比即线性渗流定律，说明此时地下水的流 动状态呈层流。

大坝渗流稳定计算过程

大坝渗流稳定计算过程

------------------------------------------------------------------------ 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 4.7502 4.219 0.0003 8.281 -4.2504 0.719 -0.2505 1.500 0.0006 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 -1.2502 20.313 -1.2503 -3.000 0.0004 -3.000 -6.0005 9.250 -6.5006 13.125 -7.5007 15.531 -8.7508 28.781 -9.5009 28.781 -1.25010 26.875 -2.00011 21.031 -2.00012 -3.000 -10.50013 9.219 -10.50014 22.813 -13.50015 28.781 -13.50016 -3.000 -17.00017 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*0.0011 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 0.434 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 0.0001.000 -0.6802.000 -1.3503.000 -2.0304.500 -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 0.0001.000 -0.6802.000 -1.3503.000 -2.0304.500 -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 5.0002 10.000 5.0003 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 8.0002 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 0.25023.844 0.25023.844 0.25023.844 0.25023.844 0.25023.130 0.26623.130 0.26622.750 0.26722.750 0.26722.194 0.28622.194 0.28621.031 0.44521.031 0.44520.942 0.45720.942 0.45720.891 0.47420.891 0.47419.979 0.82219.979 0.82219.599 0.99519.599 0.99519.263 1.15719.263 1.15718.638 1.43118.638 1.43118.350 1.54118.350 1.54117.639 1.80217.639 1.80217.367 1.88717.367 1.88716.558 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 -0.42026.335 -0.420 26.335 -0.420 26.335 -0.420 26.335 -0.420。

渗流分析 稳定计算 理正

渗流分析 稳定计算 理正

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)1 1.000 25.000 25.000 2000.000 500.000 30.000 30.000 0.00150 0.00150 否层号 e( 0) e( 50) e(100) e(200) e(300) e(400) e(500) e(600) e(800)1 0.721 0.676 0.636 0.602 0.587 0.577 0.573 0.570 0.570承载力计算参数:承载力验算公式: p ≤γR[fa]验算点距离中线距离: 0.000(m)承载力抗力系数γR: 1.00承载力修正公式: [fa] = [fa0] + γ2(h-h0)基准深度h0: 0.000(m)固结度计算参数:地基土层底面: 不是排水层固结度计算采用方法: 微分方程数值解法多级加荷固结度修正时的荷载增量定义为"填土高*容重"填土-时间-固结度输出位置距离中线距离: 0.000(m)填土-时间-固结度输出位置深度: 0.000(m)沉降计算参数:地基总沉降计算方法: 经验系数法主固结沉降计算方法: e-p曲线法沉降计算不考虑超载沉降修正系数: 1.200沉降计算的分层厚度: 0.500(m)分层沉降输出点距中线距离: 0.000(m)压缩层厚度判断应力比 = 15.000%基底压力计算方法:按多层土实际容重计算计算时不考虑弥补地基沉降引起的堤坝增高量工后基准期起算时间: 最后一级加载(堤坝施工)结束时稳定计算参数:稳定计算方法: 有效固结应力法加载与堤坝竣工的间隔时间(月): 1稳定计算不考虑地震力稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面条分法的土条宽度: 1.000(m)搜索时的圆心步长: 1.000(m)搜索时的半径步长: 0.500(m)============================================================================稳定计算(1) 第1级加荷,从0.0~6.0月,堤坝设计高度10.000(m), 堤坝计算高度(不考虑沉降影响)10.000(m)，加载结束时稳定结果用户不要求作稳定计算(2) 在8.0月堤坝注水到工作水位,堤坝设计高度10.000(m), 此时稳定结果土条起始x 土条面土条自条上荷总重αi Sinαi Cosαi Cqi Φqi 下滑力抗滑力抗滑力编号 (m) 积(m2) 重(kN) 重(kN) (kN) (度) (kPa) (度) (kN) WiCosαitgΦq CiLi-----------------------------------------------------------------------------------------------------------1 2.17 0.38 3.24 0.00 3.24 -16.75 -0.29 0.96 20.00 15.00-2.03 0.83 20.372 3.15 1.12 9.51 0.00 9.51 -14.12 -0.24 0.97 20.00 15.00-5.05 2.47 20.123 4.12 1.81 15.40 0.00 15.40 -11.51 -0.20 0.98 20.00 15.00-6.69 4.04 19.914 5.10 2.46 20.90 0.00 20.90 -8.93 -0.16 0.99 20.00 15.00-7.06 5.53 19.755 6.07 3.06 26.03 0.00 26.03 -6.36 -0.11 0.99 20.00 15.00-6.28 6.93 19.636 7.05 3.62 30.79 0.00 30.79 -3.81 -0.07 1.00 20.00 15.00-4.46 8.23 19.557 8.02 4.14 35.19 0.00 35.19 -1.27 -0.02 1.00 20.00 15.00-1.70 9.43 19.518 9.00 4.74 40.28 0.00 40.28 1.30 0.02 1.00 20.00 15.001.99 10.79 20.019 10.00 5.19 44.14 0.00 44.14 3.91 0.07 1.00 20.00 15.006.55 11.80 20.0510 11.00 5.60 47.61 0.00 47.61 6.53 0.11 0.99 20.00 15.0011.78 12.68 20.1311 12.00 5.96 50.69 0.00 50.69 9.16 0.16 0.99 20.00 15.0017.56 13.41 20.2612 13.00 6.28 53.37 0.00 53.37 11.81 0.20 0.98 20.00 15.0023.77 14.00 20.4313 14.00 6.54 55.63 0.00 55.63 14.48 0.25 0.97 20.00 15.0030.28 14.43 20.6614 15.00 6.76 57.47 0.00 57.47 17.19 0.30 0.96 20.00 15.0036.97 14.71 20.9415 16.00 6.93 58.86 0.00 58.86 19.94 0.34 0.94 20.00 15.0043.69 14.83 21.2816 17.00 7.03 59.79 0.00 59.79 22.74 0.39 0.92 20.00 15.0050.29 14.78 21.6917 18.00 4.72 40.78 0.00 40.78 25.11 0.42 0.91 20.00 15.0036.86 9.89 14.7318 18.67 4.73 42.09 0.00 42.09 27.04 0.45 0.89 20.00 15.0039.06 10.04 14.9719 19.33 4.71 43.67 0.00 43.67 29.01 0.48 0.87 20.00 15.0040.86 10.23 15.2520 20.00 6.33 63.69 0.00 63.69 31.43 0.52 0.85 20.00 15.0056.89 14.56 21.9421 20.94 5.77 65.49 0.00 65.49 34.33 0.56 0.83 20.00 15.0052.56 14.49 22.6722 21.87 5.13 66.72 0.00 66.72 37.34 0.61 0.80 20.00 15.0046.14 14.21 23.5523 22.81 2.91 40.70 0.00 40.70 39.89 0.64 0.77 25.00 20.0026.10 11.37 19.4224 23.40 2.60 36.39 0.00 36.39 41.94 0.67 0.74 25.00 20.0024.32 9.85 20.0325 24.00 3.35 46.85 80.00 126.85 44.82 0.70 0.71 25.00 20.00 89.42 32.75 35.2526 25.00 1.78 24.94 80.00 104.94 48.63 0.75 0.66 25.00 20.00 78.75 25.24 37.8327 26.00 0.26 3.68 43.60 47.28 51.75 0.79 0.62 25.00 20.00 37.13 10.65 22.01最不利滑动面:滑动圆心 = (9.000000,22.000000)(m)滑动半径 = 21.999712(m)滑动安全系数 = 2.163总的下滑力 = 413.411(kN)总的抗滑力 = 894.113(kN)土体部分下滑力 = 717.693(kN)土体部分抗滑力 = 894.113(kN)筋带的抗滑力 = 0.000(kN)地震作用下滑力 = 0.000(kN)坡外静水作用下滑力 = -304.282(kN)。

坝体渗流与稳定计算

坝体渗流与稳定计算

坝体渗流与稳定计算依据：碾压土石坝设计规范SL274-2001 8.3节 丰镇例：4.1加高3m （Ⅰ格东坝、南坝，Ⅱ格南坝）坝坡稳定安全计算分析 4.1.1 计算工况根据《火力发电厂设计技术规程》（DL5000－94）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），结合灰坝的具体情况，灰坝的稳定分析中应核算以下工况的坝坡稳定性：灰水位1209.00m ，下游水位1200.00m ，计算下游坝坡稳定。

4.1.2 计算方法与计算参数指标的选取 （1）计算方法按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），土坝采用依据刚体极限平衡原理的圆弧滑动法进行稳定分析。

计算同时采用了不计条块间作用力的瑞典圆弧法和计及条块间作用力的简化毕肖普法。

稳定渗流期的下游坝坡稳定采用有效应力法计算，水库水位降落期的上游坝坡稳定采用总应力法计算。

土体抗剪强度可用有效应力法按下式确定：C tg '+''=φστ式中： σ'——土的有效应力；φ'、C '——土的有效内摩擦角和粘聚力。

在库水位降落期，土体的抗剪强度用总应力法按下式确定：u u c C tg +'=φστ式中： u φ、u C ——用不排水剪的内摩擦角和粘聚力。

（2）计算参数上游灰水位1209.00m ，对应下游水位1200.00m ；计算采用的相关材料物理力学指标见表4-1表4-1 计算采用的物理力学指标项 目 干容重d γ（kN/m 3） 湿容重湿γ（kN/m 3） 饱和容重sat γ（kN/m 3）粘结力 c （kN/m 2）内摩擦角φ(°)坝体土 17.3 17.5 21.0 20 21 库区灰24.0 0 30 固结灰15.720.050354.1.3 浸润线计算采用均质坝浸润线计算原理进行计算。

经计算得浸润线方程为：92.422.22+=x y 4.1.4 计算方案和计算结果根据坝体各部分填土性质，进行各土层划分（见图4-1），计算中对可能的弧顶、弧脚位置进行了组合，各种组合方案见表4-2，计算工况下各方案的计算结果见表4-2，通过计算得到最危险的划弧（见图4-2）。

第三节土石坝的渗流分析ppt课件

第三节土石坝的渗流分析ppt课件
墙的土料一般都采用同一种土料，为简化计算， 取心墙和截水墙的平均厚度代替变截面厚度， 渗流量可按下式计算:
. 下游坝壳的渗流量，参照均质坝公式，并假定
浸润线在下游水位与排水设备上游面的交点进 入排水体，可导出渗流量表达式：
根据流量连续，联解以上两式可求得 q 和 he
33
10/13/2023
3、设有截水墙的斜墙坝渗流计算
7
二、渗流分析的水力学法
水力学法土石坝渗流分析的基本思路是：
①把坝内渗流区域划分为若干段(一般为两
段)， ②建立各段水流的运动方程式，并根据
渗流的连续性原理求解渗流要素和浸润线。
另外，考虑到工程实际情况的坝体和坝基渗透系
数的各向异性，而在采用水力学法进行渗流分
析时又需把渗透系数K视为常量。
《碾压式土石坝设计规范》规定：渗透系数K:
(四)总渗流量计算
计算总渗流量时，根据坝址地形和透水层厚度情 况以及坝体结构，沿坝轴线方向将坝体分成若 干坝段 (图5-9)，分别计算各坝段的平均单 宽渗流量，则通过坝体和坝基的总渗流量可按 下式计算：
38
10/13/2023
第三节 土石坝的渗流分析
39
四、流网法
在稳定渗流的情况下，渗流场内充满运 动的水体质点，这些质点的运动轨迹，称 为流线； 同时：渗流场中还存在着许多势能相等的 点，把它们连接起来构成的曲线，称为等 势线。 渗流场 由这两束曲线构成的网络，称为流 网。
计算渗流量时，宜采用大值平均值；
计算水位降落时的浸润线宜采用小值平均值。
v K相差5倍以内的土层可视为同一种土层，其 渗透系数由加权平均计算。
8
10/13/2023
水力学法计算以下渗流类型
1. 矩形渗流区无压渗流分析

渗流力学第三章单相液体的稳定渗流势ppt课件


1 C02
(1 C02 )2
（3）
(x 1 C02 a)2 y 2 4a2C02
1 C02
(1 C02 )2
（3）是圆心在x轴的圆族方程，圆心为（
1 1
C
2 0
C02
a,0
），半
径为2aC0/（1-C02），即等势线为一系列圆。
由等势线与流线的正交关系，可求出流线的方程为：
x2 ( y a )2 a2 (1 C12 )
镜像反映理论：把位于边界附近井的问题转化为无限 地层多井同时作用的问题，然后用势的叠加原理求解。
2、反映法的基本原则 • 不渗透边界是同号等产量反映，反映后不渗透边界 保持为分流线；
• 供给边界是等产量异号反映，反映后供给边界必须 保持为等势线。
三、镜像反映法的推广 （一）复杂断层的镜像反映法
镜像反映法的目的是取消边界，其基本准则是反 映后原渗流边界性质不变。 对复杂边界，要求： ➢ 对井有影响的边界都必须进行映射； ➢ 对其中一个边界映射时必须把井和其他边界一同映 射到边界的另一侧； ➢ 有时需要多次映射才能取消边界。
多边界映射实例：
+q
+q
+q +q +q +q +q
+q
+q
直角断层
+q
+q
+q
45度断层
平行断层
-q
+q
-q
+q
混合边界
由镜像反映法，先以断层为镜面，映 射等产量点汇A2，同时直线供给边缘也一 同映射到下方。然后以直线供给边缘为镜 面，在A1、A2的对称位置映射出等强度的 点源A3、A4。由势的叠加原理，任一点M 的势为：

第三章土的渗透性及渗流ppt课件


2024年8月1日星期四2时44分59秒
34
3.渗透破坏与控制
J = rwi
（1）流砂 当向上的渗流力与土的浮重
度相等时，粒间有效应力σ'为零， 颗粒群同时发生悬浮、移动的现象 称为流砂现象（流土现象）。
J= r' rwicr= r'
r' icr= rw
i ≥ icr 流砂
2024年8月1日星期四2时44分59秒
水在土中渗透有规律可以遵循吗？
如何定性和定量化评价水在土中的渗透性的大小？如何来描述？
2024年8月1日星期四2时44分58秒
12
一、渗流模型
实际土体中的渗流仅是流 经土粒间的孔隙，由于土体 孔隙的形状、大小及分布极 为复杂，导致渗流水质点的 运动轨迹很不规则。
简化
（1）不考虑渗流路径的迂
回曲折，只分析它的主—“截弯取直” 要流向 ；
9;
由这些特征可进一步知道，流网中等势
线越密的部位，水力梯度越大，流线越
密的部位流速越大。
板桩墙围堰的流网图
2024年8月1日星期四2时44分59秒
28
流网的绘制
(1) 按一定比例绘出结构物和土层的剖面图；
(2) 判定边界条件：透水面（aa' ，bb' ）等势线 ； abc 和不透水面 为流线；
27
3.流网的特征与绘制
流网的特征
对于各向同性渗流介质，流网具有下列特征：
(1) 流线与等势线互相正交；
(2) 流线与等势线构成的各个网格的长宽比为常数，当长宽比为
1 时，网格为曲线正方形，这也是最常见的一种流网；
(3) 相邻等势线之间的水头损失相等；Δh= ΔH
(4) 各个流槽的渗流量相等。 q=Nf Δq

典型稳态渗流分析.ppt


计算结果
总水头云图：
计算结果
自定义压力水头：
计算结果
压力水头云图：
计算结果
孔压云图：
计算结果
对孔压云图进行修改以显示浸润面：
Байду номын сангаас
计算结果
浸润面：
岩土专业软件ZSoil的计算结果
计算结果
ZSOIL最终时刻的孔压云图：
孔压结果在-1e2kN/m^2到1.812e1kN/m^2之间。
典型稳态渗流分析
ADINA技术部
模型文件： 典型稳态渗流分析.in； （命令流文件）
模型简介
模型简介：
已知模型上下游的水位线如下图，进行稳态渗流计算。
模型及边界条件
渗流模型及边界条件如下：
Z=0
初始温度的设定
初始温度的设定：
ADINA在进行渗流计算时采用的是ADINA-Thermal温度模块，此时温度和总水头 是等效的；输入的初始温度即相当于初始总水头的概念，此时只要属于模型中最大的Z坐 标值即可。
计算结果
ZSOIL最终时刻的浸润面：
显示孔压在0到1kN/m^2之间结果即可得到浸润面。

平面径向稳定渗流实验PPT课件


的流动系数及渗透率。
流量与总压差关系表达式：
Q 2KhPe Pw
ln Re
Rw
任意半径范围的渗透 率计算公式为：Q ln源自r1K2hP1
r2 P2

SUCCESS
THANK YOU
2019/7/29
三、实验流程
平面径向稳定渗流实验装置图 1－测压管（模拟井）；2～16－测压管（共16根）；18―圆形边界（填砂 模型）；19－排液管（生产井筒）；20—量筒； 21—进水管线；22—供液
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/29
《渗流物理实验》
系列教学课件
中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心
平面径向稳定渗流实验
主讲：付帅师 中国石油大学(华东) 石油工程实验教学中心
一、实验目的
1．了解平面径向稳定渗流实验仪器的结构、工作原 理及使用方法； 2．掌握平面径向稳定渗流的模拟实验方法，计算压 力随位置的变化规律和模拟地层渗透率，验证平面 径向稳定渗流规律.
二、实验原理
平面径向渗流实验以稳定渗流理论为基础，采用圆形填砂模型，以
流体在模型中的流动模拟水平均质地层中不可压缩流体平面径向稳定渗流
过程。保持填砂模型内、外边缘压力恒定，改变出口端流量，在稳定条件
下测量填砂模型不同位置处的水头高度，可绘制水头高度或压力随位置的
变化曲线(压降漏斗曲线)；根据平面径向稳定渗流方程的解计算填砂模型
五、数据处理
(1)将数据记录于表中，根据记录数据将每组的流量3个流 量求平均值，将测压管高度换算成压力；绘制三个流量下 压力随位置的变化曲线（压降漏斗曲线），说明曲线形状 及其原因？ (2)根据平面径向稳定渗流方程，计算填砂模型平均渗透率、 不同半径范围的渗透率，评价砂体的均匀性? (3)写出填砂模型流量与总压差的关系表达式，并绘出流量 与总压差的关系曲线？
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
锡伯河采用数据列表如下：
物理特性
筑堤土料
单层堤基
土质
低液限粉土
圆砾
渗透系数（cm/s）
2.7×10-4
3.2×10-1
摩擦角（度）
26
32
粘结力（kpa）
35
半支箭采用数据列表如下：
物理特性 土质
渗透系数（cm/s）
摩擦角（度）
粘结力（kpa）
筑堤土料 低液限粉土
2.7×10-4
26
35
双层堤基 4m 段粉土
学海无涯
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：
1.88
学海无涯
安全系数符合规范要求，坝体稳定。通过以上计算，根据《堤防工程设计 规范》（GB 50286-98），两道堤防均属 2 级，抗滑稳定安全系数正常运用条件 k 允=1.25，非常运用条件Ⅰk 允=1.15，由成果知上游各个工况的稳定安全系数 均 在允许范围内的安全系数，堤防稳定。堤防上下游坡稳定计算简图如前页。
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 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。
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
k0T1T0
学海无 涯
学海无 涯
学海无 涯
7、抗滑稳定计算 计算方法：
此堤防的稳定计算分析采用理正边坡稳定分析系统，选用复杂土层土坡 稳定计算，采用碾压式土石坝设计规范，分别考虑了稳定渗流期，施工期，水 位降落期三种情况。采用圆弧滑动法，根据实际情况考虑了地震烈度 7 度，计 算方法采用简化毕肖普法，自动搜索最危险滑裂面，求得最小安全系数。在计 算过程中，根据大坝的实际情况输入土坝的重度和饱和重度，粘聚力，内摩擦 角，考虑了孔隙水压力，采用近似方法计算，不考虑渗透力的作用。计算成果 表见下面。
1
m
W sin
（3）稳定渗流期或水库水位降落期有效应力法
(5.1-26)
K
C
'
b
((W1
W
2)
wZ b
u
b
)
t
g
'
1 m
(W 1 W 2 ) s in
(5.1-27)
式中:
b 条块宽度；
学海无涯
W 条 块 实 重 ，W=W1+W2+rwZb ； W1 在坝坡外水位以上的条块实重； W2 在坝坡外水位以下的条块浮重； Z 坝坡外水位高出条块底面中点的距离； Ui 水库水位降落前坝体中的孔隙压力； U 稳定渗流期或水库降落期坝体或地基中的孔隙压力； 条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角。 C’ ' 施工期有效应力法中粘性土的强度指标 Cu u 施工期总应力法中的土的强度指标。 Ccu，cu 稳定渗流期和水库水位降落期中的土的强度指标。
锡伯河堤防稳定计算成果表
位置
工况
稳定渗流期 施工期
上游
2.11 2.51
水位降落期
2.118
考虑地震（7 度）
1.97
半支箭河堤防稳定计算成果表
下游 1.896 2.17
1.78
位置 工况
稳定渗流期 施工期 水位降落期
考虑地震（7 度）
上游
2.01 2.432 2.018 2.324
下游 1.492 2.08
29.465
Y
2.080
1.557
0.847
0.278
学海无涯
锡伯河防洪堤筑堤土为低液限粉土，基础为砂砾基础，强透水地基，堤身
部分为相对不透水层，基础和堤身渗透系数相差 100 倍以上，下游无水，经计
算堤身和堤脚无无出逸点，渗流稳定。
半支箭防洪堤计算结果如下:按照《堤防工程设计规范》E.7.1 中说明地基
q
q D
k
（H1 H2）T 0 L m1H1 0.88T
（E.3.1）
L b （H H1）m2 m1H
（E2.1-3）
L
m1 2m1 1
H1（E2.1-4）
当 K≤k0 时
h0=a+H2=q÷
K m2
•
1
(m2 0.5)H 2
(m 2
0.5)a
0.5H
2
m 2(a
K0T H )2
4m 段 6m 段 4m 段 6m 段 4m 段 6m 段
渗流计算结果
正常工况锡伯河渗流计算结果表
工况 设计深
H1 （m）
2.08
q （m3/d·m）
146.84
0
6m 段圆砾 3.1
1.8×10-1 26.3 31 21 0
q' （m3/d·m）
168
锡伯河浸润线计算结果：
X
6.240
8.562
20.175
0.44T
Байду номын сангаасH2
……………（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 y h0 +k y 2 h02
q'
2q'
……………（E.3.2-6）
式中：q'= k
（2L
H 12
h
2 0
+
m1 H m h）
k0T
H1 h 0 L m1 H1 m2h0
（E.3.2-7）
2m1 1 1 2 0
学海无涯
赤峰市红山区城郊乡防洪工程
6. 稳定计算 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。
以下为计算过程中采用的公式： 简化毕肖普法：（1）施工期的安全因数：
K
C'b
W (1 B)tg'm1 tg
W sin （有效应力法）
(5.1-24)
K
C
ub
W tg
u
1
m
W sin
期的总应力法：
（总应力法） (5.1-25)（2）水库降落
K
C
c
u
(W
u
ib ) t g
cu
k——堤身渗透系数；
k0——堤基渗透系数； H1——水位到坝脚的距离（m）； H2——下游水位（m）；
H——堤防高度（m）； q——单位宽度渗流量（m3/s·m）；
m1——上游坡坡率，m1=3.0；
学海无 涯
m2——下游坡坡率，m2=3.0； b——坝体顶部宽度 6.0m； h0——下游出逸点高度（m）；
中表层土透水性较强，两层的渗透系数之比大于 100 即可称为双层地基，计
算 得知越流系数为 0.008，本设计筑堤土了为低液限粉土，基础为砂砾基础
，强 透水地基，堤身部分为相对不透水层，下游无水，经计算堤身和堤脚无
无出逸 点，渗流稳定。（采用公式为 A 度)
k1 (T1 为弱透水层厚度，T0 为强透水层厚