1、某水库均质土坝渗流稳定计算1渗流允许坡降允对粉质黏土，可按下式计算： 允 式中 土粒比重，取2.73； 土的孔隙率；=0.849 /1+0.849= 0.4592；土的黏聚力，取7.0 kPa；水的重度，取10 kN/m3； 安全系数，取2.0。经计算得 = 0.818。2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： 图1 某水库稳定渗流期计算简图无排水设备稳定渗流期计算公式如下： 式中 单位渗流量，m3/sm；渗透系数，取坝体
2、平均渗透系数6.4310-5cm/s0.0556m3/d；上游水深，m；下游水深，取7.45m；上游坡比，取2.0；下游坡比，取2.0；下游水位以上出逸点高度，m； 下游坝坡坡角，。浸润线方程为： 渗流计算可采用迭代方法求解，即先假设一个值，然后判断式1与式2计算结果是否相等。此方法在手算时比拟烦琐，为此，将上述公式进行变换。先将式3、式4代入式1，并令式1= 式2，经化简后成为一单变量的非线性方程，即： 满足的值即为所求。方程5可用有关科学计算软件如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非稳定渗流期浸润线方程为： 式中
3、 通过计算断面的渗流量，m3/sm； 渗透系数，取坝体平均渗透系数6.4310-5cm/s0.0556m3/d；在计算点上游处坐标原点断面上浸润线的高度，m。水库水位降落的某一时刻，坝体内两局部和浸润线方程分别为： 式中 为常数可由边界条件计算，坐标见图2。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联立计算： 式中 浸润线上点处的水深，m； 水库水位降落后的坝前水深，m；水库水位降落高度，m；坝上游水深，m；坝下游水深，m；坝上、下游水位差，m；浸润线上点到坐标原点的水平距离，m；浸润线上点到点的水平距离，m；土的排水率或吸水率，。令式6= 式7，可得：将值代入式8，取，解该非线性方
4、程得，并由式7或式8解得，然后即可求得段和段的浸润线方程。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。3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。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h0m单 宽流 量平 均坡 降J出逸点坡 降J1允 许坡 降J允水 位降落期10.358.617.451.254/(0.217)0.219(0.434)0.4990.818正 常蓄水位8.617.450.9420.00430.0540.0770.818设 计洪水位9.867.451.1040.01390.1190.1910.818校 核洪水位10.357.451.2280.01890.1470.2120.818各工况浸润线方程如下：正常蓄水位：；设计洪水位：；校核洪水位：；上游水位降落：段：；段：。由表1计算成果说明，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，均满足设计标准要求，一般情况下不需要进行渗流安全加固设计。7