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文档简介
【例4-1】 某水闸地下轮廓布置及尺寸如图4-28所示。混凝土铺盖长10.50m,底板顺水流方向长10.50m,板桩入土深度4.4m。闸前设计洪水位104.75m,闸底板堰顶高程100.00m。闸基土质在高程100.0090.50m之间为砂壤土,渗透系数K砂=2.410-4cm/s,可视为透水层,90.50m以下为粘壤土不透水层。试用渗径系数法验算其防渗长度,并用直线比例法计算闸底板底面所受的渗透压力。(一)验算地下轮廓不透水部分的总长度(即防渗长度)。上游设计洪水位104.75m,关门挡水,下游水位按100.00m考虑,排水设施工作正常。根据表4-2,可知砂壤土的渗径系数,作用水头为 故最小防渗长度为地下轮廓不透水部分的实际长度为 图4-28 地下轮廓布置图及渗压水头分布图(单位:m)(二)采用直线比例法进行渗透压力计算1. 将地下轮廓不透水部分的总长度展开,并按一定的比例画成一条线,将各角隅点 1、2、3 、17 依次按实际间距标于线上。2. 在此直线的起点作一长度为作用水头 4.75m 的垂线 1-1, 并用直线连接垂线的顶点 1与水平线的终点17 。117 即为渗流平均坡降线。3. 在各点作水平线的垂线与平均坡降线相交,即得各点的渗透压力水头值。准确的渗压水头值可用比例公式计算求得。4. 将1、2、3、17 各点的渗压水头值垂直地画在地下轮廓不透水部分的水平投影上,用直线连接各水头线的顶点,即可求出铺盖和底板的渗压水头分布图 图 4-28 (c) 。【例4-2】 用改进阻力系数法计算例4-1中各渗流要素。(一)阻力系数的计算1.有效深度的确定 由于,故,按式(4-19)计算 故按实际透水层深度进行计算。2.简化地下轮廓 将地下轮廓划分成十个段,如图4-29(a)所示。3.计算阻力系数 图4-29(b)(1)进口段:将齿墙简化为短板桩,板桩入土深度为0.5m,铺盖厚度为0.4m,故,。按表(4-3)计算进口段阻力系数为 (2)齿墙水平段:,按表(4-3)计算齿墙水平段阻力系数为 (3)齿墙垂直段:,。按表(4-3)计算齿墙垂直段的阻力系数为 (4)铺盖水平段:,按表(4-3)计算铺盖水平段阻力系数为 (5)板桩垂直段:,根据表(4-3),板桩垂直段阻力系数为 (6)板桩垂直段:,根据表(4-3),板桩垂直段阻力系数为 (7)底板水平段:,故底板水平段阻力系数为 (8)齿墙垂直段:,根据表(4-3),则齿墙垂直段的阻力系数为 (9)齿墙水平段:,按表(4-3)计算齿墙水平段阻力系数为 (10)出口段:出口段中,按表(4-3)计算其阻力系数为 (二)渗透压力计算1.求各分段的渗压水头损失值根据式(4-18) ,其中,且(1)进口段 (2)齿墙水平段 (3)齿墙垂直段 (4)铺盖水平段 (5)板桩垂直段 (6)板桩垂直段 (7)底板水平段 (8)齿墙垂直段 (9)齿墙水平段 (10)出口段 2. 进出口水头损失值的修正(1)进口处按式(4-20)计算修正系数为,应予修正。进口段水头损失应修正为 进口段水头损失减小值为 故应按式(4-25)、式(4-26)修正各段的水头损失值为 (2)出口处亦按式(4-20)计算修正系数为出口段水头损失应修正为 图 4-29 改进阻力系数法计算图 (单位:m)(a)渗流场分段图;(b)阻力系数计算图;(c)渗压水头分布图故应按式(4-25)、式(4-26)修正各段的水头损失值为 验算 计算无误。3.计算各角隅点的渗压水头 由上游进口段开始,逐次向下游从作用水头值相继减去各分段水头损失值(也可由下游出口段从零开始向上游逐段累加各分段水头损失值),即可求得各角隅点的渗压水头值 4.绘制渗压水头分布图根据以上算得的渗压水头值,并认为沿水平段的水头损失呈线性变化,即可绘出如图4-29 ( c ) 所示的渗压水头分
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