《水庫設(shè)計(jì)中的滲流計(jì)算案例分析綜述》1500字

水庫設(shè)計(jì)中的滲流計(jì)算案例分析綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u1047水庫設(shè)計(jì)中的滲流計(jì)算案例分析綜述 1288911.1滲流計(jì)算的目的 1317331.2滲流計(jì)算的內(nèi)容 113611②確定壩體與壩基的單寬滲流量和總滲流量； 1199471.3滲流計(jì)算原理 131408（1）在上游邊界上水頭已知 2704（2）在逸出邊界水頭和位置高程相等 29512（3）在某邊界上滲流量q已知 27449根據(jù)達(dá)西定律和連續(xù)條件 2109981.4滲流計(jì)算結(jié)果 31.1滲流計(jì)算的目的土壩作為水庫樞紐工程的重要組成部分，其安全與否直接關(guān)系著該水庫能否正常運(yùn)行。而滲流問題與土壩的安全運(yùn)行有著緊密的聯(lián)系，很多土壩的失事都源自于水體的滲透造成的。壩體出現(xiàn)滲漏問題后會出現(xiàn)不利的孔隙水壓力和滲透壓力，從而導(dǎo)致土壩發(fā)生滲透變形，更嚴(yán)重的會導(dǎo)致壩坡滑移或垮壩?？v觀國內(nèi)外土壩垮壩事故的產(chǎn)生，大多數(shù)是由于水庫內(nèi)庫水位的變化引起的滲流問題而造成的。庫區(qū)的水位在下降的過程中會導(dǎo)致壩體土內(nèi)部孔隙中的水滯留于壩體內(nèi)，當(dāng)水庫內(nèi)的水位降低后土壩內(nèi)的浸潤面依然處于較高位置，不但造成土壩內(nèi)土料的容重隨著水位變化而改變，還產(chǎn)生非穩(wěn)定滲流現(xiàn)象產(chǎn)生滲透壓力，使得土體顆粒間的有效應(yīng)力快速的變小，降低壩體土料的抗剪強(qiáng)度，從而影響到壩體的安全穩(wěn)定性。[12]因此，土石壩的滲流分析至關(guān)重要。1.2滲流計(jì)算的內(nèi)容滲流計(jì)算應(yīng)包括下列內(nèi)容：=1\*GB3①確定壩體浸潤線及其下游出逸點(diǎn)的位置，繪制壩體及壩基內(nèi)的等勢線分布圖或流網(wǎng)圖=2\*GB3②確定壩體與壩基的單寬滲流量和總滲流量；=3\*GB3③確定下游壩殼與壩基面之間的滲透比降，壩坡出逸段的出逸比降，以及不同土層之間的滲透比降；=4\*GB3④確定庫水位降落時(shí)上游壩坡內(nèi)的浸潤線位置或孔隙壓力；=5\*GB3⑤確定壩肩的等勢線、滲流量和滲透比降。1.3滲流計(jì)算原理對于穩(wěn)定滲流，符合達(dá)西定律的非均各向異性二維滲流場，水頭勢函數(shù)滿足微分方程式中：φ=φ(x,y)為待求水頭勢函數(shù)；x，y為平面坐標(biāo)；Kx，Ky為x，y軸方向的滲透系數(shù)。水頭φ還必須滿足一定的邊界條件，經(jīng)常出現(xiàn)以下幾種邊界條件：（1）在上游邊界上水頭已知φ=φn（2）在逸出邊界水頭和位置高程相等φ=z（3）在某邊界上滲流量q已知 kxσφ其中l(wèi)x，ly為邊界表面向外法線在x，y方向的余弦。將滲流場用有限元離散，假定單元滲流場的水頭函數(shù)勢φ為多項(xiàng)式，由微分方程及邊界條件確定問題的變分形式，可導(dǎo)得出線性方程組： [H]{φ}={F}（5-2）式中：[H]——滲透矩陣；{φ}——滲流場水頭；{F}——節(jié)點(diǎn)滲流量。求解以上方程組可以得到節(jié)點(diǎn)水頭，據(jù)此求得單元的水力坡降，流速等物理量。求解滲流場的關(guān)鍵是確定浸潤線位置，Autobank采用節(jié)點(diǎn)流量平衡法通過迭代計(jì)算自動確定浸潤線位置和滲流量。根據(jù)達(dá)西定律和連續(xù)條件 vx=? σvx可得二維滲流方程 Kxσ式中：vxKxH——滲流場中某一點(diǎn)的滲壓水頭，m。滲流分析的主要方法有四種：水力學(xué)法、流體力學(xué)法、試驗(yàn)法、流網(wǎng)法。水力學(xué)法和流網(wǎng)法較為簡單實(shí)用，故采用水力學(xué)法。用達(dá)西定律導(dǎo)出滲流量q和滲流水深y的計(jì)算公式為 q=KHy=式中：H1、HL——滲流區(qū)長度x——計(jì)算點(diǎn)至上游起始截面的距離心墻上游的壩殼因滲流流速很小，其浸潤線與庫水面相近。設(shè)心墻下游在反濾層中的浸潤線高度為h，心墻的滲透系數(shù)為Kc q=Kc將心墻壩簡化為等厚的矩形斷面，其厚度取頂部和底部厚度的平均值，如公式（5-8） δ=δ下游壩殼段的滲流量如公式： q=K?聯(lián)立上述兩式，可解得h，q下游壩殼的浸潤線方程為 x=K?1.4滲流計(jì)算結(jié)果表5-1正常蓄水位H=22(m)流量=1.73084e-06(m3/s)0.495144(m3/d)設(shè)計(jì)洪水位H=22.74(m)流