【正文】 3）討論分析 當(dāng)下游無水時(shí)，把 H2=0 代入 (3)得 : (4) 當(dāng)下游無排水設(shè)施且下游無水時(shí) ,可由式 （ 2）和 (4)聯(lián)解求出 q和 a0,浸潤線仍按式 （ 1） 計(jì)算 。 注意： 在滲流進(jìn)口段應(yīng)作適當(dāng)修正 ， 浸潤線起點(diǎn)應(yīng)與壩面點(diǎn)正交 ， 末點(diǎn)與原浸潤線相切 ， 中間修改成曲線 ， 如圖 53所示 。 20mKaq ?第三節(jié) 土石壩的滲流分析 （ 2）下游無水設(shè)排水體的情況 褥墊排水的壩體浸潤線為一拋物線，拋物線的焦點(diǎn)在排水體上游起始點(diǎn)，焦點(diǎn)在鉛直方向與拋物線的截距為 ,至頂點(diǎn)的距離為 ，由此可得： 把上式代入基本方程式得浸潤線方程 : 把邊界條件 、 代入，即可求得 : 0a20aLaHKq???220212121202 HxLHay ????20aLx ??? oy ?1LHLa ??? 2120第三節(jié) 土石壩的滲流分析 （ 3）下游有水設(shè)堆石棱體排水設(shè)施情況 : 當(dāng)下游有水時(shí)，如圖所示。為簡(jiǎn)化計(jì)算，以下游水面與排水體上游面的交點(diǎn) B為界把壩體分為上、下游兩段，取上游 OA斷面和 B點(diǎn)斷面分析，分別列出兩斷面之間的平均過水?dāng)嗝娣e和平均比降，由達(dá)西定律可導(dǎo)出滲流量為： 把下游水面看為地基，取 代替 H1，并注意 的關(guān)系，由此可直接按褥墊式排水情況的公式導(dǎo)出 : LHaHKq????2)( 22021LHHLa ?????? 22120 )(21 HHH ??200 Hah ??XB2L 39。KKYAOYAXBL 39。O均質(zhì)土壩滲流計(jì)算圖 (a)有水平排水時(shí)；（ b）有棱體排水時(shí) 第三節(jié) 土石壩的滲流分析 2．有限深度透水地基土石壩的滲流計(jì)算 （ 1）均質(zhì)壩 對(duì)于透水地基上的均質(zhì)壩，分析時(shí)： 把壩體與壩基分開考慮，即先假設(shè)地基為不透水的，由上述方法計(jì)算壩體的滲流量 q1和浸潤線（用 q1代替 q） 。 然后再假定壩體為不透水，計(jì)算壩基滲流量 q2 ， 將 q1 +q1可得壩體和壩基的流量 。 當(dāng)有棱體排水時(shí)（圖 5），因地基產(chǎn)生滲流使得浸潤線有所下降，可假設(shè)浸潤線在下游水面與排水體上游面的交點(diǎn)進(jìn)入排水體（即 h0=H2 a0=0），則通過壩體的滲流量 可表達(dá)為： 第三節(jié) 土石壩的滲流分析 LHHKq???222211通過壩基的滲流量 q2可表達(dá)為 : (d) 壩體、壩基的單寬滲流總量 q為： 式中 : — 壩基土料滲透系數(shù) 。T — 透水層厚度； L0見圖； n— 壩基滲徑修正系數(shù)，如表 0212)(nLTHHKqT??021222121)(2 nLTHHKLHHKqqqT???????TK第三節(jié) 土石壩的滲流分析 L0/T 20 5 4 3 2 1 n 表 系數(shù) n 表 此時(shí)應(yīng)將滲流量 q 用壩體滲流量 q1代替。 （ 2）有截水墻的心墻壩滲流計(jì)算 有限透水深度地基的心墻壩，一般可做成有截水墻的防滲形式（圖）。計(jì)算時(shí)假設(shè)上游壩殼無水頭損失（因?yàn)閴螝ね亮蠟閺?qiáng)透水土石料）， xKqHy 1212 2??第三節(jié) 土石壩的滲流分析 心墻上游面的水位按水庫水位確定。因此，只需計(jì)算心墻、截水墻和下游壩殼兩部分。 分析時(shí)，可分別計(jì)算通過心墻和下游壩殼的滲流量，并根據(jù)流量連續(xù)性原理求出滲流單寬流量 q和下游壩殼在起始斷面的浸潤線高度 he。 圖 56 設(shè)截水墻的心墻壩滲流計(jì)算圖 過渡層截水墻H1TδH2L 39。e第三節(jié) 土石壩的滲流分析 ? 心墻和截水墻的滲流量計(jì)算，由于心墻和截水墻的土料一般都采用同一種土料，為簡(jiǎn)化計(jì)算，取心墻和截水墻的平均厚度代替變截面厚度，滲流量可按下式計(jì)算 :注：書表 34公式改錯(cuò) ? 下游壩殼的滲流量 ， 參照均質(zhì)壩公式 ， 并假定浸潤線在下游水位與排水設(shè)備上游面的交點(diǎn)進(jìn)入排水體 ， 可導(dǎo)出滲流量表達(dá)式： 根據(jù)流量連續(xù) ， 聯(lián)解以上兩式可求得 q 和 he ?2)()( 221 ThTHKq ee????TLn HhKL HhKqqq eTe ????????? 222221 2設(shè)有截水墻的斜墻壩滲流計(jì)算 把 斜墻和截水墻 與 下游壩體和壩基 分別進(jìn)行計(jì)算。并取斜墻和截水墻的平均厚度為 δe 、 δ ，則通過斜墻、截水墻的滲流量可按下式計(jì)算 : 通過下游壩體和壩基的滲流量可下式計(jì)算 : 聯(lián)解以上兩式，可求出 q、 he。 ThHKZhHKq eeeee ???????? 120221s i n2ThmLn HhKhmL HhKqqqeeTee)()(2 12122221 ?????????第三節(jié) 土石壩的滲流分析 KA B1:m1K εH1TH 2δαZ0K TLhe圖 帶截水槽的斜墻壩 第三節(jié) 土石壩的滲流分析 設(shè)有水平鋪蓋的斜墻壩滲流計(jì)算（圖）： 相對(duì)而言 ， 鋪蓋斜墻土料的滲透系數(shù)要比壩體和壩基土料小 （ 1/100） 。 可以壩體浸潤線起始點(diǎn)（ A、 B斷面 ） 為界分為上 、 下游兩段分析 。 1:m1H 2LαLnAK TK第三節(jié) 土石壩的滲流分析 ? 通過上游段的滲流量： 通過下游段的滲流 量： 聯(lián)解以上兩式，可求出 q、 he。 ThmLnhHKqeneT )(11????ThmLnHhKhmLHhKqqqeeTee)()(2 12122221 ?????????4．總滲流量計(jì)算 計(jì)算總滲流量時(shí) ， 根據(jù)壩址 地形 和 透水層厚度 情況以及壩體結(jié)構(gòu) ， 沿壩軸線方向?qū)误w分成 若干壩段 （ 圖 ） ， 分別計(jì)算各壩段的平均單寬滲流量 ， 則通過壩體和壩基的總滲流量可按下式計(jì)算： ? ? ? ?? ?nnnnn LqLqqLqqLqQ ??????? ??? 1122211121 ?第三節(jié) 土石壩的滲流分析 斷面 n1斷面 2斷面 1第三節(jié) 土石壩的滲流分析 四 、 流網(wǎng)法 在穩(wěn)定滲流的情況下 ， 滲流場(chǎng)內(nèi)充滿運(yùn)動(dòng)的水體質(zhì)點(diǎn) ， 這些質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 ， 稱為 流線 ； 同時(shí)：滲流場(chǎng)中還存在著許多勢(shì)能相等的點(diǎn) ，把它們連接起來構(gòu)成的曲線 ， 稱為 等勢(shì)線 。 滲流場(chǎng) 由這兩束曲線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò) ， 稱為 流網(wǎng) 。 ? 手工繪制流網(wǎng)一般采用試?yán)L 、 修正的方法 ， 試?yán)L時(shí)首先按類比或憑經(jīng)驗(yàn)初定浸潤線位置 ， 然后在浸潤線與不透水層之間繪出逐漸變化并在進(jìn)出口與 邊界垂直 的若干條流線；再將浸潤線分為若干個(gè)合適的等水頭差的間隔 ， 通過分割點(diǎn)畫出若干條等勢(shì)線 ， 并按流網(wǎng)的基本性質(zhì)不斷修改流線和等勢(shì)線 ， 使等勢(shì)線與流線組成曲線 正交方形網(wǎng)格 ， 如所示 。 312△△△△ △ △△△△△△ △△ABCDF△圖 510 流網(wǎng)的繪制 第三節(jié) 土石壩的滲流分析 五 、 土石壩的滲透變形及其防止措施 土石壩在滲流的作用下可能發(fā)生 滲透變形 ， 造成壩腳產(chǎn)生滲透破壞 ， 甚至?xí)?dǎo)致工程失事 。 1． 滲透變形的型式 土體滲透變形的型式通常可歸納為管涌、流土、接觸沖刷與接觸流失等四種類型。 （ 1） 管涌 管涌是在滲流作用下，無粘性土中的細(xì)小顆粒從骨架孔隙中連續(xù)移動(dòng)和流失的現(xiàn)象。 （ 2） 流土 流土是在滲流作用下，土體從壩基表面隆起、頂穿或粗細(xì)顆粒同時(shí)浮起而流失的現(xiàn)象。 第三節(jié) 土石壩的滲流分析 （ 3） 接觸沖刷 ? 接觸沖刷是當(dāng)滲流沿兩種不同的土層接觸面流動(dòng)時(shí) ， 沿層面夾帶細(xì)小顆粒流失的現(xiàn)象 ，一般發(fā)生在兩層級(jí)配不同的非粘性土中 。 （ 4） 接觸流失 ? 接觸流失是滲流沿層次分明、滲流系數(shù)相差懸殊的兩相鄰?fù)翆拥拇怪泵媪鲃?dòng)中，將滲透系數(shù)較小土層中的細(xì)小顆粒帶入滲透系數(shù)較大土層中的現(xiàn)象。 第三節(jié) 土石壩的滲流分析 2． 滲透變形計(jì)算 （ 1） 產(chǎn)生管涌和流土的臨界比降計(jì)算： 1） 管涌的臨界水力比降計(jì)算：管涌臨界水力比降的理論研究至今尚不成熟 ， 對(duì)于中 、 小型工程 ，當(dāng)滲流自下而上時(shí) ， 非粘性土發(fā)生管涌的臨界水力比降可參照下式計(jì)算： 或 2） 流土的臨界水力比降計(jì)算 ： ? ?? ?20521122ddnGJScr ????3342nKdJ cr ?? ?? ?nGJ scr ??? 11第三節(jié) 土石壩的滲流分析 （ 2） 管涌和流土的判別方法 粘性土不會(huì)產(chǎn)生管涌，無需判別，對(duì)于無粘性土，管涌與流土應(yīng)根據(jù)土的細(xì)小顆粒含量按公式（ 528）判別： ? 管涌 ＜ ? 流土 ≥ ? 對(duì)于不均勻系數(shù)大于 5的不連續(xù)級(jí)配土也可采用式 （ 529） 判別： ? 管涌 Pc＜ 25% ? 流土 Pc≥35% 中間為過渡型。 ? ? 1 0 0141 ?? n? ? 1 0 0141 ?? ncPcP 第三節(jié) 土石壩的滲流分析 3． 防止?jié)B透變形的工程措施 （ 1） 設(shè)置垂直或水平防滲設(shè)施： 攔截滲透水流 ， 延長(zhǎng)滲徑 ， 消剎水頭 ， 達(dá)到降低滲透比降的目的 。 （ 2） 設(shè)置排水設(shè)施 垂直和水平： 減壓井 、 排水渠 、 貼坡 、 棱體排水 （ 3） 蓋重壓滲措施 （ 4） 設(shè)置反濾層 反濾層是提高壩體抗?jié)B破壞能力 、 防止各種滲透變形特別是防止管涌的有效措施 。 在防滲體滲流出口處 ， 如不符合反濾要求 ， 必須設(shè)置反濾層 。 第三節(jié) 土石壩的滲流分析