l1 l2
l3
ln
q1
q2
q3
1
Q 2 q1l1 q1 q2 l2 qn2 qn1 ln1 qnln
三、土石坝的渗透变形及其防止措施
土料在渗透水流的作用下，由于机械或化学作用，使土体产 生渗透变形，产生渗透破坏。
最常见的渗透变形有三种，分别是管涌和流土和接触冲刷。
1.管涌
设反滤层或加盖重
本节完
Jcr (Gs 1)(1 n)
容许渗透坡降
3.接触冲刷
[J] Jcr K
当渗流沿两种不同的土层接触面流动时，沿层 面夹带细小颗粒流失的现象，一般发生在两层 级配不同的土料中。
4.渗透变形的防止措施 防止渗透变形的工程措施集中体现为降低渗透坡 降及增加渗流出口处土体抵抗渗透变形的能力。
设置水平或垂直的防渗体，降低渗透坡降。 设置排水沟或减压井，降低下游渗流出口处的渗压。
T
(H1 H2 )T L 0.44T
2. 有限深透水地基土石坝的渗流计算
有截水槽的心墙坝渗流计算
通过心墙和截水墙渗流量：
q
ke
(H1
T)2 (he 2
T)2
通过下游坝壳和透水地基的渗流量：
q
k
h
2 e
H
2 2
2L
kT
he H2 L 0.44T
T
联立求解q及 he
2. 有限深透水地基土石坝的渗流计算
Ke
H12 he2 2
通过下游坝壳的渗流量为：
q
k
he
2
H22 2L
联立心墙段和下游段求解q及he
浸润线方程： 2qx k(he2 y2 )
1、不透水地基上土石坝的渗流计算
斜墙坝的渗流计算
yA
dξ
H dz 1
ke
k
he
M
L
通过斜墙的渗流量为q：
Ke
H
2 1
he2
2 sin
z02
通过下游坝壳的渗流量为：
一、渗流分析方法
解析法 流网法
流体力学法 水力学法 试验法 有限单元法
水力学法求解土石坝的渗流问题的基本假定
坝体土是均质的，坝内各点在各方向
上的渗透系数相同；
渗透水流为二元稳定流，属于层流运
动，符合达西定律；
渗透水流是渐变流，过水断面上各点
的坡降和流速是常数。
二、渗流计算类型
1. 不透水地基上土石坝的渗流计算
q
k
he
2
H22 2L
联立心墙段和下游段求解q及he
浸润线方程： 2qx k(he2 y2 )
B x
2. 有限深透水地基土石坝的渗流计算
均质坝
坝体与坝基分开考虑，即先假设地基为不透水的， 计算坝体的渗流量; 然后再假定坝体为不透水，计算坝基渗流量。坝体 和坝基的流量。
q
k
H12
H
2 2
2L
k
A
H
1
ke he
k
B
L
L
T
n
q q
KT
H1 he n(Ln m1he
)
k he2 H22 k 2(L m1he )
T
he T n(L
联立求解q及 hHe2 T
m1he )
3. 总渗流量的计算
根据坝址地形和透水层厚度情况以及坝体结构，
沿坝轴线方向将坝体分成若干坝段，计算通过坝
体和坝基的总渗流量。
x
dy
a0
H2
dq
2
k
a0 m2y
dy
y
q2
q q1 q2
k a0 H2 a0 dy
a0
m2y
q2
k
a0 m2
ln a0
H2 a0
联立坝身段和下游段求解q及a0，浸润线由浸润线方程确定 并做修正。
下游为褥垫排水
y
EA
H
1
Mo L
y2 h02 2Lh0 2h0x
B h0 D CNx
h0/
均质坝的渗流计算
✓ 下游无排水设施
✓ 下游为褥垫式排水
✓ 下游为堆石棱体排水
心墙坝的渗流计算
斜墙坝的渗流计算
2. 有限深透水地基土石坝的渗流计算
均质坝
有截水槽的心墙坝渗流计算
有截水槽的斜墙坝渗流计算
有水平铺盖的斜墙坝渗流计算
3. 总渗流量的计算
next
1、不透水地基上土石坝的渗流计算
2qx k(H12 y 2 )
浸润线方程
代入边界条件可得坝身渗流量：
q k H12 (a0 H2 )2 2 L m2 a0 H2
下游楔形体渗流量计算
x
下游水位以上q1
dy
a0
下游水位以下q2
H2
y dq 1 k m2y dy
q1
k a0 dy 0 m2
y
q1
k
a0 m2
坝体或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现象。 管涌多发生在非粘性土中。 管涌的发生和土体的临界坡降有关。
临界坡降
Jcr
42 d 3 k
n3
土料的容许渗透坡降为
[J] Jcr K
2.流土
在渗流的作用下，土从坝体或坝基表面被掀起浮动的现象
流土多发生在粘性土和较均匀的非粘性土体渗流出口处。
发生流土的临界坡降
均质坝的渗流计算
下游无排水设施
y
EA
H
1
Mo △L
d x dy L
L m1H1 2m1 1
B’
a0
H2
B” N
x
坝身段：
u k J k dy dx
q k dy y dx
qdx kydy
分别对x和y积分，即从EO断面到任意断面有：
x
qdx
y kydy
0
H1
qx k 2
H12 y2
有截水槽的斜墙坝渗流计算
通过斜墙和截水墙渗流量：
q ke
H12
he2
z
2 0
2e sin
ke
H1 he
T
通过下游坝壳和透水地基的渗流量：
q
k
he2
H
2 2
2L
kT
he H2 T L 0.44T
联立求解q及 he
2. 有限深透水地基土石坝的渗流计算
有水平铺盖的斜墙坝渗流计算
以坝体浸润线起始为界分为上、下游两段分析。
浸润2线方程
h0
L2 H12 2L q k H12 h02 2L
下游为棱体排水
y
EA
H
1
h0 B
Mo
DC x
L
h0/
h0 L2 (H12 H22 ) L
2
q
k
H
2 1
(h0
H2
)2
2L
1、不透水地基上土石坝的渗流计算
心墙坝的渗流计算
y A
H
1
k
ke he
B
M
δ
L
பைடு நூலகம்
x
通过心墙的渗流量为：q