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任务5土石坝的渗流分析——水力学法主讲：海琴杨凌职业技术学院副教授

小型水工建筑物设计目录12水力法基本原理不透水地基上的渗流计算3有限深透水地基上的渗流计算水力学法基本原理01渗流分析的水力学法一、基本假定：坝体土是均质的，坝内各点在各个方向的渗透系数相同；渗流属稳定流，看作平面问题；渗流是层流，符合达西定律：v=KJ渗流是渐变流，过水断面上各点的坡降和流速是相等的。渗流分析的水力学法二、渗流基本公式

假定：任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。平均流速：单宽流量：自上游向下游积分：自上游向区域中某点积分：渗流计算方法——水力学法单宽渗流量：浸润线方程：注：渗流量q与k有关；浸润线的高低与k无关。总渗流量的计算

总渗流量计算图不透水地基上土石坝的渗流分析02不透水地基上的均质坝

1.均质坝的渗流计算

20世纪20年代前苏联学者提出，以浸润线两端为分界线，将均质土坝分为3段：上游楔形体、中间段和下游楔形体，再根据等效原理进行求解。等效原理

等效原则：①认为渗流消耗同样大小的水头；②渗过相同的流量。以浸润线两端为分界线，将均质土坝分为3段：上游楔形体、中间段和下游楔形体，分别列出计算公式，再根据水流连续原理求解，称为“三段法”。2.下游无排水（贴坡排水）设施情况对上游坝坡，斜面入流的渗流分析要比垂直面入流复杂得多。为简化计算，在实际分析中，常以虚拟等效的矩形代替上游坝体三角形，虚拟矩形宽度ΔL按式计算上游段渗流分析根据达西定律，通过浸润线以下任何单宽垂直剖面的渗流量q1为不透水地基上的均质坝2.下游无排水（贴坡排水）设施情况下游段分析，以下游水面为界把下游段三角形坝体分为水上、水下两部分计算。不透水地基上的均质坝上式根据流体力学和电拟试验得到，式中m1为上游坝坡坡率；H1为坝前水深。利用连续性原理：即不透水地基上的均质坝3.下游有褥垫式排水设施情况由模拟实验证明，褥垫排水的坝体浸润线为一标准抛物线，抛物线的焦点在排水体上游起始点，焦点在铅直方向与抛物线的截距为h0，至顶点的距离为h0/2，由此可得：不透水地基上的均质坝有限深透水地基上土石坝的渗流分析03叠加原理计算坝体渗流量时认为坝基不渗流；计算坝基渗流量时认为坝体不渗流。有限深透水地基上的土石坝有限深透水地基上的土石坝1.均质坝。对于透水地基上的均质坝(特别是下游有水情况)，分析时把坝体与坝基分开考虑，计算坝体的渗流量ql和浸润线，然后再假定坝体为不透水的，计算坝基渗流量q2，两者相加可得通过坝体和坝基的流量q。透水地基上均质坝的渗流计算图

有限深透水地基上的土石坝知识点小结：1.水力学法的渗流计算基本公

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