2017一級建造師水電水利解析:熟悉滲流分析

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2017一級建造師水電水利解析:熟悉滲流分析

  1F411022 熟悉滲流分析

  一、土壩滲流

滲流分析的內容包括確定浸潤線的位置;確定滲流的主要參數——滲流流速與坡降;確定滲流量。進行滲流分析的方法較簡單的有水力學法和流網法。

  (一)水力學法

假定壩體內土質是均質的,各方向的滲透係數相同;滲流是層流,符合達西定律,任一鉛直線上的流速和水頭是常數。

(二)流網法

流網法是一種圖解法,滲流場內由流線和等勢線構成的網格稱爲流網。

  二、閘基滲流

閘基滲流計算的目的,在於求解滲流區內的滲透壓力、滲透坡降、滲透流速及滲流量。進行滲流分析的方法較簡單的有流網法和阻力系數法。

  三、滲透係數

滲透係數是反映土的滲流特性的一個綜合指標。滲透係數的大小主要取決於土的顆粒形狀、大小、不均勻係數及水溫,一般採用經驗法、室內測定法、野外測定法確定。

  四、滲透變形

滲透變形又稱爲滲透破壞,是指在滲透水流的作用下,土體遭受變形或破壞的現象。

一般可分爲管涌、流土、接觸沖刷、接觸管涌或接觸流土等類型。破壞性的滲透變形能夠導致水工建築物的失事。

滲透變形

(1)管涌— 非黏性土 — 小顆粒穿過大顆粒

1)臨界坡降

2)破壞坡降

管涌:允許坡降 = 臨界坡降/K

(2)流土 — 非黏性土 — 顆粒羣同時移動

— 黏性土 — 隆起、斷裂、浮動

流土:允許坡降 = 破壞坡降/K’

(3)接觸沖刷—兩種顆粒土 —水流沿着交界面引起沖刷

(4)接觸流土和接觸管涌

— 兩種介質(至少一中顆粒土) — 接觸面

(5)防止滲透變形的工程措施

產生管涌和流土的條件主要取決於滲透坡降和土的顆粒組成。因此,設計中應當儘量降低滲透坡降,同時增加滲流出口處土體抵抗滲透變形的能力。具體工程措施爲:

1.設置水平與垂直防滲體,增加滲徑的長度,降低滲透坡降或截阻滲流。

2.設置排水溝或減壓井,以降低下游滲流口處的滲透壓力,並且有計劃地排除滲水。

3.對有可能發生管涌的'地段,應鋪設反濾層,攔截可能被滲流帶走的細小顆粒。

4.對有可能產生流土的地段,則應增加滲流出口處的蓋重。蓋重與保護層之間也應鋪設反濾層。應當指出,滲透變形可以是單一形式出現,也可以是以多種形式出現於不同部位。

(六)反濾層和過渡層

反濾層的作用是濾土排水,防止在水工建築物滲流出口處發生滲透變形。在土質防滲體與壩身或與壩基透水層相鄰處以及滲流出口處,必須設置反濾層。對反濾層的要求是:

1.相鄰兩層間,顆粒較小的一層的土體顆粒不能穿過較粗的一層土體顆粒的孔隙;

2.各層內的土體顆粒不能發生移動,相對要穩定;

3.被保護土壤的顆粒不能夠穿過反濾層;

4.反濾層不能夠被淤塞而失效;

5.耐久、穩定,在使用期間不會隨着時間的推移和環境的影響而發生性質的變化。