水利工程论文-阻力系数法研究一.doc

水利工程论文-阻力系数法研究一摘要：土质闸基防渗长度（又可称作渗径长度），即铺盖和垂直防渗体等防渗结构以及闸室底板与地基的接触线的长度，是闸基渗流的第一根流线长度，在以往的水闸设计中，习惯采用勃莱法或莱因法来确定。关键词：阻力系数法研究1.专题研究简介土质闸基防渗长度（又可称作渗径长度），即铺盖和垂直防渗体等防渗结构以及闸室底板与地基的接触线的长度，是闸基渗流的第一根流线长度，在以往的水闸设计中，习惯采用勃莱法或莱因法来确定。前者应用于平底板闸门无垂直防渗体的闸基，后者用于有防渗体或有较深齿墙的闸基，勃莱法与莱因法统称渗径系数法（又称直线比拟法）。勃莱法认为沿着闸基单位防渗长度水头的消减是相同的，而莱因法认为沿着闸基水平渗径的防渗效能只有垂直防渗的1/3。莱因法提出的渗径系数，只反映了地基土质的不同，没有考虑到地基土层防渗性能的不均匀性以及闸基轮廓布置的复杂性，莱因法提出渗径系数，虽然考虑到了水平渗径与垂直渗径消减水头的不均匀性，但是认为垂直防渗体渗径的效能与水平防渗渗径效能的比是一个固定不变的数，这也不尽然如此。实际上，垂直渗径防渗效能与水平防渗渗径的比值，应随地基特征、地下轮廓的布置形式，垂直渗径实际长度与水平渗径实际长度的比值不同而变化的。后来出现了阻力系数法，其精确度比前两个方法有了明显的改善，但是还是存在很多问题。以后又出现了改进阻力系数法，其精确度明显提高。在现在的工程初步设计或施工图设计阶段，需要拟订闸基的防渗长度时，还必须采用改进阻力系数法。改进阻力系数法是在阻力系数法的基础上发展起来的，这两个方法的基本原理甚为相似。前者与后者相比，主要是渗流区划分的比较多，在进出口附近的水头损失修正方面考虑的详细些，同时在阻力系数的计算公式上也有所不同。因此，改进阻力系数法的计算精度比组阻力系数法高。为了在实际工程中减小实际人员的工程量，提高程序的通用性和可视性，在编程设计中采用vb语言来编此程序。vb语言中引入了许多控件的概念，如各种各样的按钮、文本框、复选框等。vb把这些控件模式化，并且每个控件都由若干个属性来控制其外观、工作方法。这样，采用此方法无须编写大量的代码去描述界面元素的外观和位置，而只要把预先建立的控件加到屏幕上，然后通过选择画图工具来画图一样简单。现在vb提供的可视化设计平台，并自动产生界面设计代码，程序员所需要的只是实现程序功能的那部分程序代码，从而大大提高了编程的效率，用户使用起来也更加方便。2.专题研究基本原理先分析一个简单的矩形断面渗流区，其长度为L,透水层深度为T，两断面测压管水位差为h，根据达西定律，通过渗流区单宽渗流量q为：或式中：K为渗透系数令，则有2.1闸室的分段将闸室分段如图所示，为进口段，为水平段，为铅直段，为水平段，为铅直段，为水平段，为出口段图1分段图2.2确定地基的计算深度由于闸室下面的不透水层的深度较深，首先计算地基的有效深度Te，按下列公式计算，由水闸设计规范61页查得：当时，当时，式中：L0为地下轮廓的水平投影长度；S0为地下轮廓的铅直投影长度；2.3各段阻力系数及水头损失的计算典型段示意图及其符号的含义见图2图2典型段示意图各段阻力系数的计算查水闸设计规范6162页可知：进口段：式中，S齿墙的入土深度T地基透水层厚度水平段式中，L水平段长度S1，S2分别为水平段两端的板桩或齿墙的入土深度T地基透水层厚度铅直段式中，S齿墙的入土深度T地基的透水层深度2.4水头损失计算各分段水头损失值的计算公式如下：式中：各分段水头损失值（m）；各分段的阻力系数；n总的分段数目2.5进出口的修正计算修正系数可按水闸设计规范第63页公式计算：图3进出口修正式中，进出口段修正后的水头损失值（m）；进出口段水头损失值（m）；阻力修正系数，当计算的1时，采用=1；底板埋深与板桩入土深度之和（m）；板桩另一侧地基透水层深度（m）；修正后水头损失的减小值，可按下面的公式计算：为修正后的水头损失的减小值当水力坡降呈急变形式