关于土建工程中渗流计算方法的文献综述

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土石坝渗流研究综述

土石坝渗流研究综述土石坝渗流研究综述《人民长江》编辑：宋志宁摘要: 渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题，直接关系到工程的安全和投资。

许多水工建筑物的失事都与渗流有关。

从渗流量计算、渗透变形、渗透控制、渗流的数值模拟和渗透变形试验几个方面总结了国内外的研究现状和成果。

认为今后研究重点应放在研制能够测定宽级配料在有围压条件下垂直向、水平向临界水力坡降与渗透系数的设备上，并应开展相应的理论分析。

还应该研究建立渗透分析模型，利用其分析散粒体颗粒间受力相互作用发生变形的过程，并确立相应的数值模拟方法。

关键词: 渗透变形; 数值模拟; 渗流量计算; 临界水力比降; 土石坝 1 概述随着我国水利水电建设的快速发展和“西电东输”水电项目的实施，众多高土石坝的建设被提上了日程，特别在深厚覆盖层河谷，地质条件差，地震烈度高，多数坝高较大（尤其200m 以上）的大坝选择或拟选择建土石坝。

渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题，直接关系到工程的安全和投资。

许多水工建筑物的失事都与渗流有关，例如1964年鲍德温山（Baldwin Hills）坝由于铺盖与基础接触面产生渗透破坏而失事，1976年堤堂（Teton ）坝由于右岸一个窄断层发生渗透破坏，不到6h 就发生了跨坝事故。

根据我国对241座大型水库曾发生的1000个工程安全问题所作的统计，其中有37.1%的安全问题是由于渗流引起的。

渗流是一门与水力学和岩土力学有着密切关系的学科，随着近代科学技术的不断发展，渗流在基本理论、试验手段、计算方法和应用等方面都得到了极大发展，逐渐成为一门专门的学科，已能解决各种复杂的工程问题。

理论的发展与研究手段的进步是分不开的，主要表现在两个方面:①渗流研究中已经比较普遍地使用了现代电子计算技术，发展了数值模拟方法;②渗流机理研究的试验手段日益先进。

土石坝是挡水建筑物，它和渗流并存，有土石坝就有渗流，土石坝的发展史也就是渗流理论和渗流控制理论的发展史。

土坝的渗流问题分析

土坝的渗流问题分析及其控制措施和监测技术前言：渗透破坏是土石坝坝体的常见病害,设计一套可靠的渗流监测系统是保证土石坝坝体安全运行的必备措施。

土石坝浸润线位置的高低是影响坝体渗透稳定和抗滑稳定的最重要的因素之一。

对于土石坝渗透水溢出点的渗透坡降较陡时,坝坡就会发生流土、管涌,甚至滑坡、垮坝。

科学地对土石坝进行渗透监测,为水库安全运行、坝体安全稳定提供科学依据。

摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。

通过土石坝产生渗流破坏的现象分析,掌握其发展规律,利用地质勘探合理确定的边界条件,有针对性地选择土石坝的渗流控制设计方案。

关键词:土坝渗流破坏基本内容控制措施渗流问题的重要性防渗加固渗透破坏渗流监测渗流监测布设技术在水利工程中,地表水的冲刷破坏常会引人注意,也比较容易发现和挽救，而地下水的冲刷目不能见,常被忽视,有时问题一经发现,会立即导致工程的破坏,难以补救。

因此，一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏者常比地表水冲刷破坏者为多,而堤坝渗流的问题更为严重。

据米德布鲁克斯调查统计美国206座破坏的土坝中,由于渗漏管涌破坏者占39%,由于漫顶破坏者占27%,由于滑动及沉陷裂缝者占18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。

我国在20世纪90年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有106座,约占80%。

1.土坝的渗流破坏土石坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足。

原因不同,发生的现象也有不同，除去坝端三向浇渗破坏和漫顶溢流垮坝者外,从土坝剖面上看，问题主要如图1：图1所示几种状况,并且分别说明如下:①图a是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。

土坝渗流分析.doc

土坝渗流分析说到土坝渗流分析？常规情况下，相关技术人员如何进行土坝渗流分析，基本渗流分析情况怎么样？为了让建筑行业人员对土坝渗流分析有一个直观了解，下面整理以下土石坝相关资料，基本介绍情况如下：渗透变形是指在坝体及坝基中的渗流作用下，由于其机械或化学作用，使土体颗粒流失、产生局部破坏的变形(如管涌或流土等)。

那么为何要进行土坝渗流分析，主要目的如下：①确定坝体浸润线和下游逸出点位置，绘制坝体及地基内的等势线或流网图；②计算坝体和坝基渗流量，以便估算水库的渗漏损失和确定坝体排水设备的尺寸；③确定坝坡出逸段和下游地基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透比降，以判断该处的渗透稳定性；④确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置，估算孔隙压力，供上游坝坡稳定分析之用。

土坝渗流主要形式：渗透变形的型式及其发生发展过程，与土料性质、土粒级配、水流条件以及防渗、排水措施等因素有关，一般有管涌、流土、接触冲刷和接触流失等类型。

工程中以管涌和流土最为常见。

(1)管涌坝体或坝基中的无黏性土细颗粒被渗透水流带走并逐步形成渗流通道的现象称为管涌，多发生在坝的下游坡或闸坝下游地基面渗流逸出处。

黏性土因颗粒之间存在凝聚力且渗透系数较小，所以一般不易发生管涌破坏，而在缺乏中间粒径的非黏性土中极易发生。

(2)流土在渗流作用下，产生的土体浮动或流失现象。

发生流土时土体表面发生隆起、断裂或剥落。

它主要发生在黏性土及均匀非黏性土体的渗流出口处。

(3)接触冲刷当渗流沿着两种不同土层的接触面流动时，沿层面带走细颗粒的现象称为接触冲刷。

(4)接触流失当渗流垂直于渗透系数相差较大的两相邻土层的接触面流动时，把渗透系数较小土层中的细颗粒带入渗透系数较大的另一土层中的现象，称为接触流失。

下面提醒：。

土石坝的静力分析-渗流

定律
水力坡降 1.5 1.0 达西定律 0.5 00 0.5 1.0 1.5 2.0
Re =
v d10 = 1 ~ 10 ν
2.0 2.5 (m/h) v
v v
i
i0
i
i
达西定律的适用范围
设水头函数为: H = z + 则对各向异性介质有:
p γ
(4)
H H H k xy k xz x y z H H H v y = k yx k yy k yz x y z H H H v z = k zx k zy k zz x y z v x = k xx
土石坝的静力分析
岩土工程研究所张丙印
一,综述土石坝静力分析的内容二,土石坝的渗流分析达西定律渗流的运动方程渗流计算的有限元方法边界条件的处理三,岩土材料的本构模型岩土材料变形的本质和特点非线性弹性模型弹塑性模型简介四,土石坝的非线性变形分析非线性数值方法接触面单元土体非线性分析中的几个问题
H H H H H H + 2 k xy + 2 k yz + 2 k zx x y y z z x Q H} dx dy dz + ∫∫ v n H ds
2
(14)
其中,函数H(x,y,z)在边界1上应满足h = h0(x,y,z).
在二维的情况下有:
2 H 1 H I( H ) = ∫∫ k xx + k yy y 2 x S 2
渗流的运动方程和边界条件
A
x S
小球到达P点时, 失去的势能 y = f(x) 获得的动能 mgy 1 m v2 2
y
P v B(xB,yB)
1 m v2 2

土力学渗流分析

[姓名]土力学报告渗流实例分析突尼斯加夫萨市克比尔水坝工程渗流分析摘要介绍了中国援建突尼斯加夫萨克比尔水坝工程的渗流分析及设计特点。

为满足要求：充分利用雨洪资源，回补地下水，设计出了坝基不防渗的黏土心墙坝；为降低造价，节约投资，选用了当地的土料建坝；为保证坝体安全，建立了渗流模型，并进行了渗流计算和渗流稳定性分析。

1工程概况突尼斯克比尔水库是我国政府的一项对外经济援助项目。

水库位于突尼斯加夫萨市上游约15 km 处，靠近撒哈拉沙漠的边缘。

坝址以上控制流域面积3100 km2，其中 2 / 3 是在阿尔及利亚境内，水库总库容 4 285 万 m3，属中型水库。

该地区常年干旱少雨，年平均降雨量只有298 mm。

地区经济也非常落后。

水库的主要功能是回灌地下水，其次担负防洪、灌溉等多种功能，工程实施后还可以抬高地下水位，减缓土地沙漠化，调节地区气候。

水库大坝长1998.08m，最大坝高21.5m，坝体为黏土心墙坝。

其他主要建筑物还有溢洪道和输水管。

建筑物的设计关键是坝基不做防渗处理，在工程技术上需要保证坝体和坝基的安全。

工程既节约了投资，又满足了当地政府和人民的要求，对增进中、突两国友好关系及促进突尼斯的政治、经济发展具有重要的意义。

2 工程地质条件坝址区位于克比尔河谷，主河床宽约 800 m，右岸为阶地。

主河床近代冲积物厚度大于50 m，地质结构上部为砂性土层，下部是含卵砾石的黄色黏土及红色黏土层。

其中上部砂性土层，厚度 25 m 左右，又可划分为两大层：地表以下11 m，岩性为含少量卵砾石的细砂层，不均匀系数为 5.6 左右，褐黄色，结构松散；其下为含砾中粗砂，地层渗透系数为（10-3～10-2） cm/s。

下部为含卵砾石的黄色黏土及红色黏土层，厚度大于25m。

右岸阶地，冲洪积层厚度大于 18 m，岩性为中细砂含黏性土，渗透系数为（10-4～10-3） cm/s。

3 断面设计通过对料场的勘察，坝址上游河谷分布有砂砾料和部分黏土料，为了充分地利用当地材料，并考虑尽量选用运距较短的料场，坝型确定为黏土心墙坝。

土木工程中的渗流场计算方法

土木工程中的渗流场计算方法引言在土木工程领域中，渗流现象的研究和计算是非常重要的。

渗流是指水流通过多孔介质的过程，它在土壤力学、水力学和地下水模拟等方面都起着关键作用。

正确计算渗流场是土木工程设计和施工的基础，因此对于渗流场计算方法的研究和应用具有重要意义。

一、概述渗流场计算的基本原理是根据多孔介质流动的守恒方程和边界条件，采用数值计算方法求解物理场的分布情况。

基本的渗流方程可以用Darcy定律表示，即流体在多孔介质中的流动速度与渗透率和渗压梯度成正比。

针对不同的土体和工程条件，有多种计算方法可以应用于渗流场的计算。

二、有限差分法有限差分法是计算渗流场的常用方法之一。

它将物理场离散化为有限个节点，利用有限差分近似代替偏导数，建立离散方程组，并通过数值迭代方法求解。

有限差分法计算简单、直观，适用于大部分渗流问题。

但是，在处理复杂边界条件和非线性问题时，有限差分法的精度和稳定性可能受到限制。

三、有限元法有限元法是另一种常用的渗流场计算方法。

它将物理场离散化为有限个单元，利用有限元的形函数对物理场进行近似，并通过建立离散方程组求解。

有限元法在处理各向异性介质和非线性问题时较有优势，且可以较好地处理边界条件。

然而，相比于有限差分法，有限元法需要更多的计算资源和复杂的数值算法，计算成本较高。

四、边界元法边界元法是一种较为特殊的渗流场计算方法。

它基于格林函数的理论，将边界上的渗流问题转化为边界上的边值问题，然后利用边界条件和格林函数进行求解。

边界元法适用于处理特殊形状和边界条件的问题，对于模拟地下水流动和地下水污染传输等问题有广泛应用。

然而，边界元法对网格划分和边界处理较为敏感，需要细致的几何建模和数值计算。

五、数值模拟软件随着计算机技术的不断进步，数值模拟软件在土木工程中的应用越来越广泛。

目前市面上有许多专业的渗流模拟软件，如FLAC、SEEP/W和MODFLOW等。

这些软件通过图形界面和高效的求解算法，实现了快速、准确地计算渗流场。

关于土渗透的研究综述

关于土渗透的研究综述鞠扬;张卓【摘要】分析土的渗透性及土渗透性的影响因素,通过控制实验变量的方法进行大量渗透实验,发现了土渗透性的主要影响因素,得到了关于土渗透的一般性规律,大量实验结果表明,土的渗透性主要与土的孔隙率、颗粒级配、物理状态、渗透液的密度、粘度有关.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2019(045)011【总页数】2页(P64-65)【关键词】渗透性;渗透实验;影响因素【作者】鞠扬;张卓【作者单位】上海理工大学,上海 200082;上海理工大学,上海 200082【正文语种】中文【中图分类】TU4111 概述土的渗透性是土力学中的一个重要课题，土木工程领域里很多工程问题都和土的渗透性息息相关。

水在土中的渗透会引起很多工程问题，影响工程安全，耽误工程进度，造成效益损失。

因此，研究土的渗透规律及其与工程的关系有着重要意义。

2 研究综述2.1 无黏性土渗透性的研究现状法国工程师H·达西(Darcy，1855)对均质砂展开了很多渗透试验，结果显示层流条件下，土里水的渗流速度和能量损失之间关系的渗流规律，即为达西定律。

广大的研究学者们纷纷对无黏性土的渗透性展开了大量研究，王小江，荣冠，周创兵[1]通过试验，研究了不同围压下粗砂岩变形破坏过程渗透性，并且进行了相关理论分析，结论如下：在粗砂岩的变形渗透破坏过程中，轴向应变和环向应变对渗透性的影响基本上呈阶段性一致。

环向应变比轴向应变更快偏离线弹性状态，在塑性阶段环向应变增加的速度比较快，由强度峰值到渗透性峰值，环向应变的增加幅度约为轴向应变增加幅度的1.5倍～2.0倍。

由此可见，渗透性对环向应变的变化更为敏感。

万力，蒋小伟，王旭升[2]通过理论分析和现场数据，证实了渗透系数随深度衰减是不同类型含水层的普遍规律。

这种现象的根本原因在于岩体和地层的自重应力随着埋深的增加而增加。

应力的增加导致介质被挤压并且渗透性降低。

王俊杰，卢孝志，邱珍峰，梁越[3]通过试验研究渗透系数与分级，颗粒形状，干密度之间的关系，得出如下结论：粗颗粒土的渗透系数与颗粒大小分布，颗粒形状和土壤干密度密切相关，相关性从强到弱。

渗流数值计算与程序应用

渗流数值计算与程序应用
渗流数值计算是指利用数值方法对渗流问题进行计算和模拟的过程。

渗流问题通常涉及流体在多孔介质中的流动和传递过程，如地下水流动、油气田开发、土壤水分运移等。

渗流数值计算的基本步骤包括：建立数学模型、离散化、求解方程、验证和分析结果。

建立数学模型是指将渗流问题转化为数学方程组的形式。

常见的渗流模型有达西定律、理想渗流模型、非饱和渗流模型等。

根据实际问题的不同，选择合适的模型进行描述。

离散化是指将连续的渗流问题转化为离散的数值问题。

常用的离散方法有有限差分法、有限元法和边界元法等。

离散化过程中需要确定网格的划分和边界条件的设定。

求解方程是指利用数值方法对离散化后的方程进行求解。

常用的求解方法有迭代法、直接法、迭代法等。

求解过程中需要注意数值稳定性和精度控制。

验证和分析结果是指对计算结果进行验证和分析。

常用的验证方法有与解析解的对比、与实验数据的对比等。

分析结果可以帮助理解问题的本质和特点，指导实际应用。

渗流数值计算在地下水资源管理、油气田开发、环境工程等领域有
广泛的应用。

通过数值计算，可以预测地下水位变化、污染物传输、优化开采方案等，为工程决策提供科学依据。

渗流数值计算的程序应用主要依赖于计算机软件。

常用的数值计算软件有MODFLOW、FEFLOW、TOUGH2等。

这些软件提供了丰富的数值计算工具和模型库，可以方便地进行渗流数值计算和分析。

渗流数值计算与程序应用是一门重要的地下水和渗流问题研究方法，通过数值模拟和计算，可以深入研究渗流问题的规律和特性，为工程应用提供支持。

土木工程中的渗流计算与防渗措施

土木工程中的渗流计算与防渗措施渗流是土木工程中常见的问题，对于工程建设的安全和可持续发展至关重要。

为了有效地控制土壤和地下水中的渗流，需要进行准确的渗流计算，并采取相应的防渗措施。

本文将介绍土木工程中的渗流计算方法，并讨论常用的防渗措施。

渗流计算是通过数学模型和实验方法来确定土体中水分和地下水的流动规律。

常用的渗流计算方法包括单位流量法、播种法、渗透仪法等。

其中，单位流量法是一种简单而有效的渗流计算方法，通过测量单位时间内通过水平单位面积的流量来估计土壤渗透能力。

该方法适用于土壤渗透能力较弱的情况。

播种法是利用植物根系的渗透能力来测定土壤的渗流能力，适用于土壤渗透能力较强的情况。

渗透仪法是一种实验方法，通过在实验室中模拟土壤渗流条件来测定土壤的渗透性。

根据渗透仪法可以确定土壤的渗透能力和压力头等参数，为工程设计提供有效的依据。

在土木工程中，为了控制渗流并保证工程安全，需要采取一系列的防渗措施。

常用的防渗措施包括降低水头、加固土体、构筑物理屏障和采取地下水位管理等措施。

降低水头是通过减少或控制水的输入量来降低渗流压力，常用的方法包括排水、防渗帷幕等。

加固土体是通过改变土壤的物理性质或增加土体的抗渗能力来达到防渗的目的，常见的做法包括土工合成材料的使用、土壤改良等。

构筑物理屏障是通过建造物理隔离层来隔离地下水流动，常用的屏障材料包括土工膜、混凝土墙等。

地下水位管理是通过控制地下水位来控制渗流，常见的方法包括设置排水系统、进行水平补给等。

除了以上常用的防渗措施，还有一些新型的防渗技术在土木工程中得到了广泛应用。

例如，渗流过程中常出现的裂缝和孔隙是渗流的主要通道，可以通过注浆、灌浆等方法来封堵这些通道，减少渗流量。

此外，还可以利用化学方法，如灌浆材料、地下水固化剂等，来增加土壤的抗渗能力，从而实现地下渗流的控制。

在土木工程中，渗流计算和防渗措施的选择需要综合考虑工程的实际情况和需求。

根据地质环境、水文条件和工程用途等因素，选取合适的渗流计算方法，并结合经济、技术和环保等因素，选择适当的防渗措施。

渗流稳定计算范文

渗流稳定计算范文渗流稳定计算是地下水渗流方面的一种数学计算方法，主要用于预测地下水流动的稳定性。

地下水是地球表面下方的水层，它以不同的形式、速度和方向流动。

在一些情况下，地下水流动可能会发生不稳定，造成地质灾害或其他问题。

因此，渗流稳定计算对于地下水管理和地质工程设计至关重要。

渗流稳定计算的基本原理是通过确定其中一种条件下水流的稳定性和可能的不稳定性。

这包括确定渗流的速度、压力和方向，并预测可能引起不稳定的因素和潜在的灾害。

为了进行渗流稳定计算，需要收集和分析地下水位、地下水渗透率、地下水流速、地下水压差等数据。

然后，利用这些数据和适当的模型和方法，可以计算出地下水流动的稳定性。

渗流稳定计算可以使用多种方法和模型来进行。

其中一种常用的方法是有限元分析。

有限元分析可以将复杂的渗透性介质分解为许多小的有限元素，并通过数值求解方法来计算地下水流动的稳定性。

另一种常用的方法是分析地下水位梯度和渗透率变化之间的关系。

如果地下水位梯度和渗透率变化之间存在不平衡，可能会引发渗流不稳定。

为了进行渗流稳定计算，还需要考虑一些关键的因素。

其中之一是地下水位的变化。

地下水位的变化可能会导致渗流的压力变化，从而引发渗流的不稳定。

另一个关键因素是地下水位的梯度。

地下水位的梯度越大，地下水渗流越稳定。

此外，渗透率的变化和地下水的供给也是影响渗流稳定性的因素。

渗流稳定计算的结果可以用于地下水管理和地质工程设计。

例如，在一些具有高地下水位的地区，稳定的渗流计算可以帮助决定何时漏水泄漏，并采取适当的措施来预防漏水。

在地质工程设计中，渗流稳定计算可以用于确定岩土工程的稳定性，例如土体的稳定性和地下工程的稳定性。

总之，渗流稳定计算是地下水渗流方面的一种重要计算方法，它可以用于预测地下水流动的稳定性。

通过收集和分析相关数据，并使用适当的模型和方法，可以计算出地下水流动的稳定性，并提供决策支持和相关工程设计。

渗流稳定计算对于地下水管理和地质工程设计具有重要意义。

【土木建筑】渗流分析

2
q2
k[h2 t2] 2L
27.03.2021
14
（三）斜墙坝的渗流计算
将斜墙简化为等厚的矩形，δ＝（δ1+δ2)/2,则可求通过斜墙的单宽流量q1和斜墙坝壳的单宽流量q2，联立求得h和q
q1
kc[H12 h2]
2sinθ
q2
k[h2 t2] 2L
27.03.2021
15
（四）有限深透水地基土石坝的渗流计算
27.03.2021
10
②下游有褥垫排水根据流体力学计算表面，浸润线可由一通过E并以排水
起点为焦点的抛物线来表示。焦点处的高度为he，抛物线的原点在排水起点后he/2处，可得抛物线的公式为：
L y2 he2 x 2he
27.03.2021
11
抛物线通过E(x=0,y=H1),代入可得
L H12 he2 2he
27.03.2021
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公式计算时，可作如下简化：渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，采用加权平均渗透系数；双层结构坝基，如下卧土层较厚，且渗透系数小于上覆土层渗透系数的1/100，可将下层视为相对不透水层；当透水层坝基深度大于建筑物不透水层底部长度的 1.5倍以上时，可按无限深透水层情况估算。
455555555555555 4555555555555555
27.03.2021
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风光好
方官方共和国
27.03.2021
5466666666 54444444444
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岩土工程中的渗透理论与分析

岩土工程中的渗透理论与分析渗透是岩土工程中一项非常重要的参数。

渗透性质的分析不仅在工程设计中至关重要，也在环境地质和水文学研究方面具有广泛的应用价值。

因此，理解渗透现象和渗透理论是每一位岩土工程师必须掌握的知识。

渗透的定义和分类渗透定义为指液体通过多孔介质或裂隙系统进行流动的过程。

通常，我们可以将渗透性质分为两个基本类型：饱和渗透和非饱和渗透。

在饱和渗透中，岩土材料中所有的空隙都已经被液体填充，管道中的液体通过这些通道流动。

许多珠宝店铺中的沙漏就是最简单的饱和渗透系统。

相反，非饱和渗透是指在岩土材料中只有一部分空隙被液体填充。

这种情况下，该液体只在这些可以贯通的孔道中流动，其流动范围远小于饱和渗透。

渗透理论的应用处理岩土体的渗透性质涉及到许多基本原理。

以下是一些经常用到的渗透理论：拉普拉斯压力拉普拉斯压力是衡量在曲率半径为 r 的孔道中液体表面张力的力学概念。

它的计算公式为：P=2γ/r，其中γ为液体表面张力。

杨-卡普拉斯法则杨-卡普拉斯法则是在与孔径尺寸相当的特殊岩石中测量渗透率的一种方法。

它基于一个原则，即具有相同几何形状和大小的岩石样品应该具有相同的渗透率。

达西定律达西定律是水力学中一项非常常见的物理定律，它表明通过满足一定条件的孔隙或裂隙的总流量与孔隙或裂隙的面积成正比。

这个定律得名于法国水利工程师亨利-达西。

渗透现象在环境地质学中的应用渗透现象在环境地质学中具有重要意义。

了解这个概念有助于揭示很多地球科学中的问题，例如土地变化，以及水和污染物在地下水环境中的传播。

较低渗透率的岩石通常可以承载地下水。

当地下水渗透到较容易渗透的岩石中时，它会沿着倾角流入较低的渗透区域。

这个过程可以导致很多地质灾难，例如淹水和下塌。

岩土工程中的渗透现象常常会成为一项重要考虑因素。

通过了解和分析不同材料中的渗透性质，可以更好地预测和缓解工程中的风险。

总结渗透理论和渗透分析十分重要，并且对环境地质和岩土工程中的应用起着至关重要的作用。

第三章土中渗流

第三章土中渗流主要内容第一节概述第二节土的渗透定律第三节渗透力及渗透变形第四节二维渗流及流网第一节概述水在土中流动的现象称为渗流(seepage)，土容许水在其中透过的性质称为土的渗透性(permeability)。

一、与渗流有关的工程问题1、渗漏；2、渗透破坏：流砂、管涌、边坡失稳和基坑涌水。

3、地基沉降；4、土的固结；5、基坑施工降水。

二、主要内容1、渗透规律；2、渗透性测定；3、渗透变形；4、渗流计算。

一、达西定律(Darcy's law)1、达西定律达西定律是渗流的基本定律。

式中：v ：渗透速度(seepage velocity)，m/s ；k ：渗透系数(coefficient of permeability)，m/s ；i ：水力梯度(hydraulic gradient)；∆h ：水头差，m ；∆L ：渗透路径或距离，m 。

ki v =Lh i ∆∆=2、达西定律的适用范围⑴层流：⑵密实粘土：起始水力梯度i b (initial hydraulic gradient) ：产生渗流的初始水力梯度。

⑶紊流：达西定律适用于层流，不适用于紊流。

)(b i i k v -=mki v =kiv=二、渗透系数测定1、测定方法⑴室内试验常水头法(constant head method)：适用于渗透性强的粗粒土。

变水头法(falling head method)：适用于渗透性弱的细粒土。

⑵现场试验：抽水试验和注水试验。

⑶经验估算法2、常水头法式中：Q :时间t 内的渗流量，m 3；A :渗流过水断面面积，cm 2。

ht A QL k ∆=∆3、变水头法时间dt 内流经试样的水量dQ根据达西定律，dt 内流经试样的水量又可表示为由以上两式得两边积分得土的渗透系数adhdQ -=Adt Lh k dQ =kAhaLdh dt -=2112ln )(h h t t A aL k -=4、现场抽水试验⑴原理利用抽水井点抽水达到稳定时，量测不同点地下水位高度和抽水量，再根据井点抽水的涌水量公式，反算求出渗透系数K值。

土中水的渗流问题的历史问题

主要方法：第一章绪论‎1. 1研究的目‎的及意义水或其它流‎体在岩土等‎孔隙或裂隙‎介质中的流‎动，可以统称为‎渗流，其流动性质决定于‎作为渗流骨‎架的岩上体‎性质与其中‎流体的性质‎【’]。

与其他建筑‎物不同，水工建筑物‎一般建立在‎河床之上，水工建筑要‎安全、经济的运行‎，除了要考虑地基变形‎和稳定性之‎外，还要特别考‎虑水的渗流‎问题;尤其是坝堤‎和基坑，渗流问题是工‎程设计、施工及运行‎管理中的重‎要问题，所以重视由‎渗流引起的‎稳定和安全问题‎，是十分必要‎的。

土中水和渗‎流对土体的‎性质有重要‎影响[z]。

土中水可改‎变土体的物‎理、工程和化学性质‎;渗流可改变‎土体的孔隙‎水压力或吸‎力，进而改变有‎效应力，又进一步影响土体‎的强度和变‎形;渗流产生渗‎透力或超孔‎隙水压力，可影响土坡‎稳定，也可引发土‎的管涌、流上等渗透‎破坏;降雨入渗可‎使土体基质‎吸力减小或‎消失，土坡可能失‎稳。

在水利水电‎工程中，渗流会引起‎许多严重的‎工程问题。

据美国的调‎查统计，在美国破坏‎的206座‎土坝中有3‎9%是渗流引起‎。

著名的弟顿‎(Tedon‎)坝，1976年由于渗透‎破坏而引起‎溃坝，总损失达2‎.5亿美元。

根据我国水‎利水电部1‎981年调查统计‎资料表明，全国241‎座大型水库‎先后发生过‎1000多‎宗工程事故‎，由于渗流产生‎渗漏管涌事‎故占31.9%。

在2 391座水‎库溃坝事故‎中，渗透破坏占‎29%[3]。

我国青海的‎沟后混凝土‎面板卵石坝‎1993年‎8月因渗流‎而溃坝，死亡300‎余人[4] 0 1998年‎长江大水，堤防出现险‎情5000‎余处，其中60-70%是由于管涌‎等渗透变形‎引起的[[s]。

据世界其它‎国家统计，日本为44‎，瑞典为40‎(统计失事坝11‎9座)，西班牙为4‎0%(统计失事坝‎117座)[3 ]。

另外，涵闸、岩土边坡和深基坑‎的很多事故‎主要是由于‎水土压力变‎化和渗透变‎形。

渗流计算水利水电工程的论文

渗流计算水利水电工程的论文渗流计算水利水电工程的论文1渗流分析的基本理论1．1达西定律法国工程师Darcy经过渗透实践验证，渗流量q不只同截面面积a成正比例，还与水头耗损(h1－h2)正比，与渗径尺寸l成反比，带入土粒构造与流体特性的定性常数k。

1．2渗流连续方程渗流连续方程通常以质量守恒定律为基础，考虑可压缩土体的渗流加以引证，即渗流场中水在某一单元体内的增减速率等于进出该单元体流量速率之差。

对于每一个流动的过程而言，皆是在特定的空间流场之中发生的，沿着其边界发挥支配功能的条件，成为边界条件。

在开始进行研究的时候，在流场之内，流动的状态与其支配条件，成为初始条件。

边界条件与初始条件合称定解条件。

定解条件普遍是由室外测量数据或实验得出的，其对流动过程有着决定性功用。

找寻某个函数(假如水头)，让其在微分方程的条件下，又可以适应定解条件的便可认为是定解问题。

2渗流计算2．1计算目的坝体(堤身)浸润线的位置。

渗透压力、水力坡降和流速。

通过坝体(堤身)或坝(堤)基的渗流量。

坝体(堤身)整体和局部渗流稳定性分析。

2．2渗流计算的主要方法渗流计算求解方法一般可分为以下四种类型。

流体力学的解决方案:是一个严谨的解决方案，在边界条件符合定解时，能够算出渗流场中随便一点的值。

然而，解答的过程十分繁杂，并且适用范围窄，在现实运用上受到很多的制约。

水力学的解决方案:这种解法跟流体力学的解法有点相似。

就是根据某种假设，针对某种特殊的边界条件的进行的流体力学计算。

同样在实际工程应用上受到较多的制约。

模拟测试:根据以上那二种方式的劣势，对于现实中的项目，原本常常经过水力学模拟测试来解答渗流问题。

数值模拟计算分析:通过计算机，在确定物理模型的情况下，第一步要求建立一个数学模型，然后利用相关模型对于具体问题进行求解，这有时也称为数值法，包括有限差分法和有限元法。

现在，以上这些渗流的计算手段里面水力学求解与有限元法在水利工程里面经常使用。

岩土工程中的地下水渗流分析

岩土工程中的地下水渗流分析地下水渗流分析是岩土工程中一项重要的研究内容。

岩土工程是土木工程的一个分支，主要研究地球表面和内部的岩石、土壤等地质物质的性质和行为。

而地下水渗流分析则是研究地下水在不同地质环境下的流动规律和影响因素。

一、地下水概述地下水是位于地下的水体，是地球表面和地下深处岩土界面上的水分。

它对于维持地下水位、支持生态系统以及供水等方面具有重要的作用。

地下水的来源主要是降水和岩石的融化。

它可以通过渗流作用穿过岩土层，最终排入河流、湖泊或由泉水形式涌出地表。

二、地下水渗流的原理地下水渗流的主要驱动力是地下水位的高低差异。

当地下水位相对高时，水分会由高处向低处渗透，形成渗流。

地下水渗流会受到多种因素的影响，如土壤孔隙度、渗透率、土壤水分含量、土壤材料的渗透性等。

三、地下水渗流分析方法地下水渗流分析是在岩土工程中广泛应用的一种方法，它可以在工程规划和设计阶段预测地下水流动对工程的影响。

常见的地下水渗流分析方法包括渗透试验、数值模拟以及现场监测等。

1. 渗透试验渗透试验是通过测量孔隙水压力和水流速度来评估土体渗透性的一种方法。

它可以通过从孔隙中加入水压力并测量渗透时间来确定土壤的渗透系数。

这个系数可以帮助工程师了解土壤的渗透性，进而预测地下水的渗流情况。

2. 数值模拟数值模拟是一种利用计算机模拟地下水渗流过程的方法。

通过建立数学模型、设定边界条件和材料参数，可以预测不同岩土结构中地下水流动的方式和路径。

数值模拟方法能够提供更准确的地下水渗流预测，对于复杂工程情况尤为重要。

3. 现场监测现场监测是直接观测地下水位和孔隙水压力变化的方法。

在工程建设过程中，安装压力计、水位计等仪器来实时监测地下水位和孔隙水压力的变化，可以帮助工程师及时调整设计方案，保证工程的稳定运行。

四、地下水渗流分析在岩土工程中的应用地下水渗流分析在岩土工程中发挥着重要的作用。

它可以用于地下水资源管理、基坑工程的抗渗设计、堤坝和边坡稳定性评估等方面。