1、1某水库均质土坝渗流稳定计算1渗流允许坡降（ 允 ）J对粉质黏土，可按下式计算： 允 J(1)/wGncK式中 土粒比重，取 2.73；G土的孔隙率； =0.849 /（1+0.849）= 0.4592；n/(1)ne土的黏聚力，取 7.0 kPa；c水的重度，取 10 kN/m3；w安全系数，取 2.0。K经计算得 = 0.818。J2渗流计算方法根据地质勘察报告，坝基部位土层的渗透系数均小于 1.6410-6 cm/s，属于弱微透水层，可以认为本工程坝基为不透水地基。本设计按均质坝、不透水地基、下游无排水设备进行计算，稳定渗流期计算简图如图 1： 2图 1 某水库稳定渗流期计算简图（无排水
2、设备）稳定渗流期计算公式如下：2210200221() (1)sin(l) 2(3)4HaqkLma式中 单位渗流量，m 3/sm；q渗透系数，取坝体平均渗透系数 6.4310-k5cm/s（ 0.0556m3/d） ；上游水深，m；1H下游水深，取 7.45m；2上游坡比，取 2.0；1下游坡比，取 2.0；2m下游水位以上出逸点高度，m；0a3下游坝坡坡角， 。21sinm浸润线方程为：21qyHxk渗流计算可采用迭代方法求解，即先假设一个 值，然后判断0a式（1）与式（2）计算结果是否相等。此方法在手算时比较烦琐，为此，将上述公式进行变换。先将式（3） 、式（4）代入式（1） ，并令式（
3、1）= 式（2） ，经化简后成为一单变量 的非线性方程，即：0a210 00 01(.9).95() 1ln(5)464Hafa满足 的 值即为所求。方程（5）可用有关科学计算软件0()f0（如 Mathcad 等）进行求解，且计算精度较高。非稳定渗流期计算简图如图 2：图 2 某水库非稳定渗流期计算简图（无排水设备）4非稳定渗流期浸润线方程为：2qyhxk式中 通过计算断面的渗流量，m 3/sm；q渗透系数，取坝体平均渗透系数 6.4310-k5cm/s（ 0.0556m3/d） ；在计算点上游处坐标原点断面上浸润线的高度，m。h水库水位降落的某一时刻 ，坝体内两部分（ 和 ）浸润线方t c
4、ad程分别为：2yabx式中 为常数（可由边界条件计算） ， 坐标见图 2。,ab ,xy水库水位降落经历 时刻时，浸润线上 点处水深可按以下算式t a联立计算：02121 (6)exp(7)()ccnHktLtS式中 浸润线上 点处的水深，m；Ha水库水位降落后的坝前水深，m；c5水库水位降落高度，m；0H坝上游水深，m；1坝下游水深，m；2坝上、下游水位差，m；nH浸润线上 点到坐标原点的水平距离，m；Lc浸润线上 点到 点的水平距离，m；Sd土的排水率（或吸水率） ， 。 70.1.4k令式（6）= 式（7） ，可得：1 2021/ (8)lnexp()ccnktHLktSL 将已知值代
5、入式（8） ，取 ，解该非线性方程得 ，td7.69Lm并由式（7）或式（8）解得 ，然后即可求得 段和 段的3.7Hmcad浸润线方程。而由不稳定渗流恢复到降后水位（8.61m）的稳定渗流，所需时间 （此时 ） 。32.td0,cL3渗流计算结果分上游正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位及上游水位降落（下游水位均为 7.45m）四种工况进行计算。渗流计算结果见表1（括号中数字为上游坡的相应渗流坡降） 。6表 1 渗流稳定分析成果汇总表工 况上 游水 位（m）下 游水 位（m）出逸点高度h0（m）单 宽流 量 q3(/d)平 均坡 降J出逸点坡 降J1允 许坡 降J 允水 位降落期10.358.
6、61 7.45 1.254 /(0.217)0.219(0.434)0.4990.818正 常蓄水位8.61 7.45 0.942 0.0043 0.054 0.077 0.818设 计洪水位9.86 7.45 1.104 0.0139 0.119 0.191 0.818校 核洪水位10.35 7.45 1.228 0.0189 0.147 0.212 0.818各工况浸润线方程如下：正常蓄水位： ；24.360.157yx设计洪水位： ；2.9.校核洪水位： ；214.0.679yx上游水位降落： 段： ；ca23.8段： 。d2.701yx由表 1 计算成果表明，四种工况的平均坡降与出逸点坡降均小于允许坡降，且出逸点高度在下游水位以上 0.5m 以内，均满足设计7规范要求，一般情况下不需要进行渗流安全加固设计。
