土石坝渗流与稳定水工建筑物课件

土石坝渗流与稳定河海大学水工建筑物56、死去何所道，托体同山阿。57、春秋多佳日，登高赋新诗。58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴理荒秽，带月荷锄归。道狭草木长，夕露沾我衣。衣沾不足惜，但使愿无违。59、相见无杂言，但道桑麻长。60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。土石坝渗流与稳定河海大学水工建筑物土石坝渗流与稳定河海大学水工建筑物56、死去何所道，托体同山阿。57、春秋多佳日，登高赋新诗。58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴理荒秽，带月荷锄归。道狭草木长，夕露沾我衣。衣沾不足惜，但使愿无违。59、相见无杂言，但道桑麻长。60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。第四节土石坝的渗流分析渗流计算目的:为确定经济可靠的坝型和合理的结构尺寸提供重要依据渗流计算任务:确定坝体与地基渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水的尺寸确定坝坡出逸段与下游地基表面的出逸比降,以及不同土层之间的渗透坡降以判断该处的渗透稳定性确定坝体浸润线及其下游逸出点的位置,绘制坝体积地基内的等势线分布或流网图,提供坝体稳定分析、应力计算和排水设备选择之用确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置,估算由此产生的孔隙压力,供上游坝坡稳定分析之用常用的渗流分析方法:流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法土石坝滲流的基本方程及其解法(一)渗流的基本方程土坝滲流为层流,渗流区内任一点满足拉普拉斯方程:OH8H式中、k为X、y方向的渗透系数(二)渗流问题的水力求解假设:均质,层流,稳定渐变流.应用达西定律arcy'sLaw),假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。如图示为一不透水地基上的矩形土体,此时过流断面上的平均流速为:土石坝渗流与稳定河海大学水工建筑物56、死去何所道，托体同山1第四节土石坝的渗流分析渗流计算目的:为确定经济可靠的坝型和合理的结构尺寸提供重要依据渗流计算任务:确定坝体与地基渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水的尺寸确定坝坡出逸段与下游地基表面的出逸比降,以及不同土层之间的渗透坡降以判断该处的渗透稳定性确定坝体浸润线及其下游逸出点的位置,绘制坝体积地基内的等势线分布或流网图,提供坝体稳定分析、应力计算和排水设备选择之用确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置,估算由此产生的孔隙压力,供上游坝坡稳定分析之用常用的渗流分析方法:流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法第四节土石坝的渗流分析2土石坝滲流的基本方程及其解法(一)渗流的基本方程土坝滲流为层流,渗流区内任一点满足拉普拉斯方程:OH8H式中、k为X、y方向的渗透系数(二)渗流问题的水力求解假设:均质,层流,稳定渐变流.应用达西定律arcy'sLaw),假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。如图示为一不透水地基上的矩形土体,此时过流断面上的平均流速为:土石坝滲流的基本方程及其解法3设单宽流量为q,则将上式自上游面(x=0,y=H1)至下游面(x=L,y=H2)积分,得:H2=4Lq对()积分,可得浸润线方程:不透水地基上矩形土体的渗流计算设单宽流量为q,则4浸润线饱和土号∴流线γyoryyyyyy"y-yx图6-15土坝浸润线示意图浸润线5二计算土石坝渗流的水力学方法(一)不透水地基上土石坝的渗流计算1.均质坝的渗流计算下游无排水:计算时把土石坝断面分为上游三角形、中间段和下游三角形三段上游三角形滲流区域的等效宽度为AL=-n,HI将上游三角形和中间段合成一段通过EOB"B’这段渗流区域的渗流△LF量为2L均质坝计算简图二计算土石坝渗流的水力学方法6下游三角形BB"N段,以下游水面为界,分为水上部分BBC和水下部分NBCB.BB"和BN为等势线,B'B非等势线也非流线应用达西定律可得其渗流量BB了Rdo+t1+InyB根据水流连续条件q=41=q2联立求解即可得浸润线方程和逸出高度下游三角形BB"N段,以下游7下游有褥垫排水:根据流体力学分析表明,浸润线可由一通过E并以排水起点为焦点的抛物线来表B点高度为h,则C点位置1=h/2。由于漫润线过B(x=L,y=h)和C(x=L+h/2,y=0),浸润线方程为:=h2浸润线通过E(x=0,y=H)点H12-h2LALIFh=√D2+H2-L有褥垫排水的渗流计算图下游有褥垫排水:根据流体力学分析表明,浸润线可由一通过E并以8由此可得EODBA段的单宽流量H-h2L下游棱体排水:当下游无水时和褥垫式相同;当下游有水时,如下图所示,可将下游水位以上部分按照无水情况处理h=VL+(H1-1)单宽流量为q-[x2-(+)]有棱体排水时渗流计算图由此可得EODBA段的单宽流量92.心墙坝的渗流计算墙土料的渗透系数一般很小,比坝壳小倍以上,计算时可不考虑上游楔体降落水头的作用。下游坝壳的浸润线比较平缓,水头主要集中在心墙部位损失。当下游有排水时,近似的假定浸润线的逸出点为下游水位和堆石内坡的交点A,如下图所示。将心墙简化成等厚的矩形断面:k则通过心墙段的单宽流量为hq1心墙坝的渗流计算2.心墙坝的渗流计算10心墙下游坝壳的单宽流量为k2L根据q=41=q联立求解,可求得心墙后浸润线高度h和滲流量q。下游坝壳的浸润线仍按H2-y2=2x计算3.斜墙坝的渗流计算H62斜墙坝渗流计算心墙下游坝壳的单宽流量为11土石坝渗流与稳定水工建筑物课件12土石坝渗流与稳定水工建筑物课件13土石坝渗流与稳定水工建筑物课件14土石坝渗流与稳定水工建筑物课件15土石坝渗流与稳定水工建筑物课件16土石坝渗流与稳定水工建筑物课件17土石坝渗流与稳定水工建筑物课件18土石坝渗流与稳定水工建筑物课件19土石坝渗流与稳定水工建筑物课件20土石坝渗流与稳定水工建筑物课件21土石坝渗流与稳定水工建筑物课件22土石坝渗流与稳定水工建筑物课件23土石坝渗流与稳定水工建筑物课件24土石坝渗流与稳定水工建筑物课件25土石坝渗流与稳定水工建筑物课件26土石坝渗流与稳定水工建筑物课件27土石坝渗流与稳定水工建筑物课件28土石坝渗流与稳定水工建筑物课件29土石坝渗流与稳定水工建筑物课件30土石坝渗流与稳定水工建筑物课件31土石坝渗流与稳定水工建筑物课件32土石坝渗流与稳定水工建筑物课件33土石坝渗流与稳定水工建筑物课件34土石坝渗流与稳定水工建筑物课件35土石坝渗流与稳定水工建筑物课件36土石坝渗流与稳定水工建筑物课件37土石坝渗流与稳定水工建筑物课件38土石坝渗流与稳定水工建筑物课件39土石坝渗流与稳定水工建筑物课件4056、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。——库法耶夫

57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。——吕凯特

58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。——朱熹

59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。——笛卡儿

60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。——左拉56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。—41土石坝渗流与稳定河海大学水工建筑物56、死去何所道，托体同山阿。57、春秋多佳日，登高赋新诗。58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴理荒秽，带月荷锄归。道狭草木长，夕露沾我衣。衣沾不足惜，但使愿无违。59、相见无杂言，但道桑麻长。60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。土石坝渗流与稳定河海大学水工建筑物土石坝渗流与稳定河海大学水工建筑物56、死去何所道，托体同山阿。57、春秋多佳日，登高赋新诗。58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴理荒秽，带月荷锄归。道狭草木长，夕露沾我衣。衣沾不足惜，但使愿无违。59、相见无杂言，但道桑麻长。60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。第四节土石坝的渗流分析渗流计算目的:为确定经济可靠的坝型和合理的结构尺寸提供重要依据渗流计算任务:确定坝体与地基渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水的尺寸确定坝坡出逸段与下游地基表面的出逸比降,以及不同土层之间的渗透坡降以判断该处的渗透稳定性确定坝体浸润线及其下游逸出点的位置,绘制坝体积地基内的等势线分布或流网图,提供坝体稳定分析、应力计算和排水设备选择之用确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置,估算由此产生的孔隙压力,供上游坝坡稳定分析之用常用的渗流分析方法:流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法土石坝滲流的基本方程及其解法(一)渗流的基本方程土坝滲流为层流,渗流区内任一点满足拉普拉斯方程:OH8H式中、k为X、y方向的渗透系数(二)渗流问题的水力求解假设:均质,层流,稳定渐变流.应用达西定律arcy'sLaw),假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。如图示为一不透水地基上的矩形土体,此时过流断面上的平均流速为:土石坝渗流与稳定河海大学水工建筑物56、死去何所道，托体同山42第四节土石坝的渗流分析渗流计算目的:为确定经济可靠的坝型和合理的结构尺寸提供重要依据渗流计算任务:确定坝体与地基渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水的尺寸确定坝坡出逸段与下游地基表面的出逸比降,以及不同土层之间的渗透坡降以判断该处的渗透稳定性确定坝体浸润线及其下游逸出点的位置,绘制坝体积地基内的等势线分布或流网图,提供坝体稳定分析、应力计算和排水设备选择之用确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置,估算由此产生的孔隙压力,供上游坝坡稳定分析之用常用的渗流分析方法:流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法第四节土石坝的渗流分析43土石坝滲流的基本方程及其解法(一)渗流的基本方程土坝滲流为层流,渗流区内任一点满足拉普拉斯方程:OH8H式中、k为X、y方向的渗透系数(二)渗流问题的水力求解假设:均质,层流,稳定渐变流.应用达西定律arcy'sLaw),假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。如图示为一不透水地基上的矩形土体,此时过流断面上的平均流速为:土石坝滲流的基本方程及其解法44设单宽流量为q,则将上式自上游面(x=0,y=H1)至下游面(x=L,y=H2)积分,得:H2=4Lq对()积分,可得浸润线方程:不透水地基上矩形土体的渗流计算设单宽流量为q,则45浸润线饱和土号∴流线γyoryyyyyy"y-yx图6-15土坝浸润线示意图浸润线46二计算土石坝渗流的水力学方法(一)不透水地基上土石坝的渗流计算1.均质坝的渗流计算下游无排水:计算时把土石坝断面分为上游三角形、中间段和下游三角形三段上游三角形滲流区域的等效宽度为AL=-n,HI将上游三角形和中间段合成一段通过EOB"B’这段渗流区域的渗流△LF量为2L均质坝计算简图二计算土石坝渗流的水力学方法47下游三角形BB"N段,以下游水面为界,分为水上部分BBC和水下部分NBCB.BB"和BN为等势线,B'B非等势线也非流线应用达西定律可得其渗流量BB了Rdo+t1+InyB根据水流连续条件q=41=q2联立求解即可得浸润线方程和逸出高度下游三角形BB"N段,以下游48下游有褥垫排水:根据流体力学分析表明,浸润线可由一通过E并以排水起点为焦点的抛物线来表B点高度为h,则C点位置1=h/2。由于漫润线过B(x=L,y=h)和C(x=L+h/2,y=0),浸润线方程为:=h2浸润线通过E(x=0,y=H)点H12-h2LALIFh=√D2+H2-L有褥垫排水的渗流计算图下游有褥垫排水:根据流体力学分析表明,浸润线可由一通过E并以49由此可得EODBA段的单宽流量H-h2L下游棱体排水:当下游无水时和褥垫式相同;当下游有水时,如下图所示,可将下游水位以上部分按照无水情况处理h=VL+(H1-1)单宽流量为q-[x2-(+)]有棱体排水时渗流计算图由此可得EODBA段的单宽流量502.心墙坝的渗流计算墙土料的渗透系数一般很小,比坝壳小倍以上,计算时可不考虑上游楔体降落水头的作用。下游坝壳的浸润线比较平缓,水头主要集中在心墙部位损失。当下游有排水时,近似的假定浸润线的逸出点为下游水位和堆石内坡的交点A,如下图所示。将心墙简化成等厚的矩形断面:k则通过心墙段的单宽流量为hq1心墙坝的渗流计算2.心墙坝的渗流计算51心墙下游坝壳的单宽流量为k2L根据q=41=q联立求解,可求得心墙后浸润线高度h和滲流量q。下游坝壳的浸润线仍按H2-y2=2x计算3.斜墙坝的渗流计算H62斜墙坝渗流计算心墙下游坝壳的单宽流量为52土石坝渗流与稳定水工建筑物课件53土石坝渗流与稳定水工建筑物课件54土石坝渗流与稳定水工建筑物课件55土石坝渗流与稳定水工建筑物课件56土石坝渗流与稳定水工建筑物课件57土石坝渗流与稳定水工建筑物课件58土石坝渗流与稳定水工建筑物课件59土石坝渗流与稳定水工建筑物课件60土石