简介
从闸坝上游绕过两岸连接建筑物向下游渗透的水流。
如图在翼墙和边墩后的土体中发生的岸边绕流,具有自由水面, 是无压空间渗流, 解决这一问题比较复杂,通常需用电模拟试验求得解答。 为了简化计算,当河岸土质均匀等向,渗流区底部具有水平不透水层,并且该不透水层的埋置高程与闸坝边墩 (包括翼墙和刺墙等) 的底部高程相同时, 可近似地认为沿任一竖直线上的渗流符合渐变渗流条件, 亦即近似认为在同一竖直线上各点的渗流速度相同, 这样就可把三元问题简化为二元问题, 即将空间无压渗流问题变为平面无压渗流问题, 用分析法或流网法加以解决。
岸边绕流渗透图
在平面无压渗流中, 运用达西定律并根据水流连续条件, 可得渗流连续性方程式为:
式中 h为由水平不透水层起算的渗流水头(渗流水深)。
当渗流区底部具有水平不透水层时,无压渗流的运动规律与有压渗流一样,也符合拉普拉斯方程式,也可通过在平面上作流网求解。但在平面无压渗流中,
势函数是用kh2/2表示的,而有压渗流以水头函数的一
次方符合拉普拉斯方程式,因此,利用流网法求无压渗流的渗流要素时,各项公式要作相应的改变。
对于平面无压渗流,相邻两条等水头线之间的关系为:
式中 H1、H2分别为上、下游水面到水平不透水层的高差(渗流水深); hi、hi+1为自下游水面起从1开始编号, 由下游向上游顺序的第i条及第i+1条等水头线的水头(渗流水深); n为等水头线的数目。
通过每条流槽(即相邻两条流线之间的流道)的渗流量为:
△Q=0.5K△(h2) (3)
式中 K为渗透系数。
运用流网法求解岸边绕流的步骤:①确定边界条件。可把上游翼墙、岸墙、刺墙和下游翼墙(墙身未设排水孔时)作为地下轮廓线,即作为第一条流线;把上下游水面与河岸或土坝坡面的交线分别作为上游等势线和下游等势线,并按地形、地质及地下轮廓布置的具体情况确定绕渗范围。②按照有压渗流流网的定义与绘制方法绘出流网。③已知H1、H2及n后,由下游向上游,先取hi=H2,运用式(2),求得与其相邻的第二条等水头线的水头h2,然后依次求得3→n-1各条等水头线的水头h3、 h4…hn-1。由于各条等水头线即为以水平不透水层为基准的地下等水位线,因此,根据各等水位线与地下轮廓的交点,便可绘出翼墙和边墩背面的地下水面线。④按照(3)式求得一条流槽的流量。因总渗流量与流槽数成正比,即与渗流区的大小有关,故以该绕渗范围内的流槽数乘以一条流槽的流量,便可得岸边绕流的总渗流量。⑤根据组成每一网格的等水头线的水头差hi+1-hi, 以及该网格的中间流线长度△s,可以
由渗流出口处的流网网格,则可求得渗流在两岸出逸处的坡降。
上述流网法为近似解法,对于大型工程,为了能较精确地求得两岸墙后的侧向渗透压力,应采用三向电拟试验或数值计算方法加以验证。
英文
percolation around abut-mentanbian raoliu