水工建筑物土石坝课程设计

解法,只能求得过水断面上渗流要素的平均值,但其计算简单,且精度一般可以满足工程要求。

4.2 渗流计算

4.2.1基本假定

⑴ 坝体土料为均质,坝体内任一点在各方向上的渗透系数相同且为常数;

⑵ 渗流二元稳定层流,流动运动符合达西定律:V=KJ(V为渗透流速,K为渗透系数,J为渗透坡降)

⑶ 渗流为渐变流,任意过水断面上各点的坡降和流速相同。 4.2.2计算公式

在众多渗流分析方法中,较水力学法和流网法比较简单实用,流网法虽然能够求解渗流场内任意一点渗流要素,但对不同土质和渗透系数相差较大的情况难以采用;水力学法是在一些假设条件基础上的近似解法,能满足工程精度要求。本设计采用水力学方法进行渗流分析。

计算公式:

KH1?H2单宽渗流量 q =

2L?22?浸润线方程 y = 单宽渗流计算公式:

H1?22qx KK1H1?h2通过心墙的渗流量为: q1 =

2??2?K2h2?H2心墙后的渗流量为: q2 =

2L?2?

其中:

H1—上游水深;

h—墙后逸出水深,m;

T—基岩透水深度,取最大值15m;

?—黏土心墙平均厚度;

K2—防渗体后堆石体渗透系数,1.3×10-4m/s;

H2—下游水深;

k1—粘土渗透系数,1.5×10-7 m/s;

m2—下游坡比。

总渗流量的计算 全坝的总渗流量为:

Q?1?q1l1??q1?q2?l2????qn?1?qn?ln?qnln?1? 2式中:q1、q2、??、qn—断面1、2、??、n的单宽渗流量;l1、

l2、??、ln、ln?1—相邻两断面之间的距离。

4.2.3三种工况计算

三种工况:上游为设计洪水位、校核洪水位、正常蓄水位和相应的下游水位见图。

校核水位设计水位正常蓄水位 各水位示意图

(1)正常蓄水位时,上游正常高水位取为兴利水位767.2m,下游相应低水位取为700.55m。河床高度为699m,坝顶宽度为12m,坝高为71.85m,m1=3.0 m2=2.5。

?K2H2?LK1H1联立方程可得h= =48.7m2

LK1??K22

22

联立方程可得h=6.98m , q=1.69×10-5m

(2)设计洪水位时,上游正常高水位取为设计洪水位768.1m,下游相应低水位取为700.55m。河床高度为699m,坝顶宽度为12m,坝高为71.85m,m1=3.0 m2=2.5。

3s?m

?K2H2?LK1H1联立方程可得h= =49.70m2,

LK1??K22

22

联立方程可得h=7.05m , q=1.73×10-5m

(3)校核洪水位时,上游正常高水位取为兴利水位770.4m,下游相应低水位取为705.6m。河床高度为699m,坝顶宽度为12m,坝高为71.85m,m1=3.0 m2=2.5。

3s?m

?K2H2?LK1H1联立方程可得h2= =93.85m2

LK1??K2

联立方程可得h=9.67m , q=1.83×10

已知三种工况单宽流量则最大总渗流量为:

-5m322s?m

Qmax?1?q1L1??q1?q2?L2??q2?q3?L3? 2?75.70?10?4m3/s则一天的总渗流量为 :75.70?10?4?24?3600?654m3 4.2.4渗流校核

1>.渗漏量:大坝在校核洪水位的库容为5050万m3。而每日渗漏量仅0.21m3,故满足防渗要求。

2>.渗透稳定:对于非粘性土,渗透破坏形式的判别可参考下式:

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