闸基渗流计算

3.3.2 下闸首防渗计算（1）水位组合二堡船闸复核计算水位组合见表2.2。

表2.2 二堡船闸复核计算水位组合表计算情况上游（里运河）水位下游（头溪河）水位墙后水位设计(通航)情况 ▽8.5m ▽1.0m ▽3.5m 校核(防洪)情况▽9.6m ▽4.0m ▽3.5m 上闸首检修期 ▽6.5m ▽-1.0m ▽3.5m 设计(通航)情况▽8.5m ▽1.0m ▽3.0m 下闸首检修期▽-1.0m▽2.5m▽3.0m（2）验算防渗长度据文献[2]知，二堡船闸下闸首地下轮廓布置如图1所示图3 下闸首地下轮廓布置示意图（单位：高程m ；长度cm ）其实际长度：m L 6.306.00.130.150.1=+++=实 m H 5.70.15.8=−=∆ 4][1.45.76.30=>==∆=C HL C 实粉质粘土故下闸首防渗长度基本满足满足规范设计要求。

（3）下闸首渗流计算根据地下轮廓的特点和文献[5]规定，采用改进阻尼系数法计算，由图1可得到地下轮廓简化和分段，具体布置见图2。

图2 下闸首地下轮廓简化、分段布置图（单位：高程m ；长度cm ）① 计算地基有效深度： L 0=15.0+13.0=28.0m S 0=1.1mL 0/ S 0=28.0/1.1=25.5＞5T e =0.5L 0=0.5×28.0=14.0m,下闸首地基土质均匀，相对不透水层为无限深，故下闸首地基渗流的影响范围以有效深度T e 控制。

② 计算各典型段的阻尼系数各典型段的几何特征及阻尼系数计算见表5。

表5 下闸首各典型段阻尼系数计算表③各典型段渗压水头损失计算各典型段渗压水头损失按公式H h iii ∆∑=ξξ计算，其中H ∆根据下闸首的运行工况确定，各典型段渗压水头损失具体计算结果见表6。

表6 各典型段渗压水头损失计算表（m ）计算情况 H ∆ 渗压水头损失h 1 h 2 h 3 h 4 h 5 h 6修正前1.162 0.0912.512 0.109 2.492 1.135 设计(通航)情况7.5修正后 0.729 0.182 2.854 0.109 2.923 0.704 修正前0.542 0.043 1.172 0.051 1.163 0.529 检修期3.5修正后0.340.086 1.331 0.051 1.364 0.328④ 进、出口段修正及各区段渗压水头损失调整。

水闸渗透计算

【例4-1】某水闸地下轮廓布置及尺寸如图4-28所示。

混凝土铺盖长10.50m，底板顺水流方向长10.50m，板桩入土深度4.4m。

闸前设计洪水位104.75m，闸底板堰顶高程100.00m。

闸基土质在高程100.00～90.50m之间为砂壤土，渗透系数K砂=2.4×10-4cm/s，可视为透水层，90.50m以下为粘壤土不透水层。

试用渗径系数法验算其防渗长度，并用直线比例法计算闸底板底面所受的渗透压力。

（一）验算地下轮廓不透水部分的总长度（即防渗长度）。

上游设计洪水位104.75m，关门挡水，下游水位按100.00m考虑，排水设施工作正常。

C，作用水头为根据表4-2，可知砂壤土的渗径系数0.5=()m104=-∆H.=..4007510075故最小防渗长度为()m=∆CL⨯=H.752375.40.5=地下轮廓不透水部分的实际长度为+⨯+++++=L9.0⨯+⨯+5.07.06.05.124.44146.0.14148.75.0.1实1. 将地下轮廓不透水部分的总长度展开，并按一定的比例画成一条线，将各角隅点1、2、3 ……、17 依次按实际间距标于线上。

2. 在此直线的起点作一长度为作用水头 4.75m 的垂线 1-1′, 并用直线连接垂线的顶点 1′与水平线的终点17 。

1′~17 即为渗流平均坡降线。

3. 在各点作水平线的垂线与平均坡降线相交，即得各点的渗透压力水头值。

准确的渗压水头值可用比例公式计算求得。

4. 将1、2、3、……、17 各点的渗压水头值垂直地画在地下轮廓不透水部分的水平投影上，用直线连接各水头线的顶点，即可求出铺盖和底板的渗压水头分布图[ 图 4-28 (c ) ] 。

【例4-2】用改进阻力系数法计算例4-1中各渗流要素。

（一）阻力系数的计算1.有效深度的确定由于)m (5.205.10100=+=L ，)m (0.600.9400.1000=-=S ，故542.30.65.2000<==S L ，按式（4-19）计算e T)m (5.95.9000.100m 72.13242.36.15.20526.15000=-=>=+⨯⨯=+=T S L L T e故按实际透水层深度m 5.9=T 进行计算。

2015一建水利真题选择题详细答案解析和案例问题解读

2015年水利水电工程一级建造师真题1、C ,2\C ,3\C 4\B(五)水泥砂浆新拌砂浆的和易性是指其是否便于施工并保证质量的综合性质。

具体技术指标包括流动性和保水性两个方面。

(一)土石围堰土石围堰可与截流戗堤结合，可利用开挖弃渣，并可直接利用主体工程开挖装运设备进行机械化快速施工，是我国应用最广泛的围堰形式。

土石围堰的防渗结构形式有斜墙式、斜墙带水平铺盖式、(四)高压喷射灌浆的喷射形式【旋摆定】旋喷（柱状体）、摆喷（哑铃体）、定喷（板状体）高压喷灌浆的喷射形式有旋喷、摆喷、定喷三种。

高压喷灌浆形成凝结体的形状与喷嘴移动方向和持续时间有密切关系。

喷嘴喷射时，一面提升，一面进行旋喷则形成柱状体；一面提升，一面进行摆喷则形成方向固定不变，进行定喷，则形成板状体。

三种凝结体如图1F413021-6所示。

上述三种喷射形式切割破碎土层的作用，以及被切割下来的土体与浆液搅拌混合，进而凝结、硬化和固结的机理基本相似，只是由于喷嘴运动方式的不同，致使凝结体的形状和结构有所差异。

【2013年真题】6.高压喷射灌浆凝结体形状如右图所示，其喷射形式为（）。

A.旋喷B.摆喷C.定喷D.混喷【答案】B 【2009年真题】23.高压喷射灌浆的喷射形式有（）。

A.压喷B.旋喷C.摆喷D.循环喷E.定喷【答案】BCE二、泥土的处理等。

【水下、边抛、吹填】(一)水下拋泥法：在受土质、挖泥机具设备条件和两岸地形条件等限制而不能利用泥土时，选择地点进行水下拋泥。

(二)边拋法：自航耙吸式挖泥船在疏浚作业中，一边挖泥，一边将泥浆排入水中，随水流带走。

5\C10.1.2非张拉型锚杆的质量检查的有关规定：3.质量合格条件：(1)同组锚杆的抗拔力平均值应符合设计要求。

(2)任意一根锚杆的抗拔力不得低于设计值的90%。

6\D试验前应检查挂钩脱钩是否灵活可靠；充水阀在行程范围内的升降是否自如，在最低位置时止水是否严密，同时还须清除门叶上和门槽内所有杂物并检查吊杆的连接情况。

改进阻力系数法(水闸渗流)

C.2 改进阻力系数法C.2.1土基上水闸的地基有效深度可按公式(C.2.1-1)或(C.2.1-2)计算：当500≥S L 时, 05.0L T e = (C.2.1-1) 当500 S L 时, 26.15000+=S L L T e (C.2.1-2) 式中 T e ---土基上水闸的地基有效深度(m)；L 0 ---地下轮廓的水平投影长度(m)；S 0 ---地下轮廓的垂直投影长度(m).当计算的T e 值大于地基实际深度时,T e 值应按地基实际深度采用.C.2.2 分段阻力系数可按公式(C.2.2-1)~(C.2.2-3)计算：1 进,出口段(见图C.2.2-1)：441.05.1230+⎭⎬⎫⎩⎨⎧=T S ξ (C.2.2-1)式中 a 0 ---进,出口段的阻力系数；S---板桩或齿墙的入土深度(m)；T---地基透水层深度(m).2 内部垂直段(见图C.2.2-2)：(C.2.2-2)式中 a y ---内部垂直段的阻力系数. 图C.2.2-1 图C.2.2-2图C.2.2-33 水平段(见图C.2.2-3)：()TS S L x x 217.0+-=ξ (C.2.2-3) 式中 a x ---水平段的阻力系数；L x ---水平段长度(m)；S 1 ,S 2 ---进,出口段板桩或齿墙的入土深度(m).C.2.3 各分段水头损失值可按公式(C.2.3)计算：∑=∆=n i ii i H h 1ξξ (C.2.3) 式中 h χ ---各分段水头损失值(m)；a i ---各分段的阻力系数；n---总分段数.以直线连接各分段计算点的水头值,即得渗透压力的分布图形.C.2.4 进,出口段水头损失值和渗透压力分布图形可按下列方法进行局部修正： 1 进,出口段修正后的水头损失值可按公式(C.2.4-1)~(C.2.4-3)计算(见图C.2.4-1)：0''0h h β= (C.2.4-1)∑==ni i h h 10 (C.2.4-2)⎭⎬⎫⎩⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=059.0212121.1'2''T S T T β (C.2.4-3) 图C.2.4-1式中 h '0 ---进,出口段修正后的水头损失值(m)；h 0 ---进,出口段水头损失值(m)；β'---阻力修正系数,当计算的β′≥1.0时,采用β′＝1.0；S ' ---底板埋深与板桩入土深度之和(m)；T '---板桩另一侧地基透水层深度(m).2 修正后水头损失的减小值,可按公式(C.2.4-4)计算：()0'1h h β-=∆ (C.2.4-4)式中 Δh---修正后水头损失的减小值(m).3 水力坡降呈急变形式的长度可按公式(C.2.4-5)计算：T I HhL N i X ∑=∆∆=ξ1'(C.2.4-5)式中 L'x ---水力坡降呈急变形式的长度(m).4 出口段渗透压力分布图形可按下列方法进行修正如图C.2.4-2所示,图C.2.4-2中的QP ′为原有水力坡降线,根据公式(C.2.4-3)和(C.2.4-4)和公式(C.2.4-5)计算的⑽h 和L'x 值,分别定出P 点和O 点,连接QOP,即为修正后的水力坡降线.图C.2.4-2C.2.5 进,出口段齿墙不规则部位可按下列方法进行修正(见图C.2.5-1和图C.2.5-2)：图C.2.5-1 图C.2.5-21 当h x ≥Δh 时,可按公式(C.2.5-1)进行修正：h h h x x ∆+=' (C.2.5-1)式中 h x ---水平段的水头损失值(m)；h'x ---修正后的水平段水头损失值(m).2 当h x ＜Δh 时,可按下列两种情况分别进行修正：1)若h x +h y ≥Δh,可按公式(C.2.5-2)和公式(C.2.5-3)进行修正：x x h h 2'= (C.2.5-2)h h h h y y -∆+='(C.2.5-3)式中 h y ---内部垂直段的水头损失失值(m)；h'y ---修正后的内部垂直段水头损失值(m).2)若h x +h y ＜Δh,可按公式(C.2.5-2),公式(C.2.5-4)和公式(C.2.5-5)进行修正：y y h h 2'= (C.2.5-4)()y x cd cd h h h h h +-∆+=' (C.2.5-5)式中 h cd ---图C.2.5-1和图C.2.5-2中CD 段的水头损失值(m)；h'cd ---修正后的C Ρ段水头损失值(m).以直线连接修正后的各分段计算点的水头值,即得修正后的渗透压力分布图形.C.2.6 出口段渗流坡降值可按公式(C.2.6)计算：''0Sh J = (C.2.6) 式中 J---出口段渗流坡降值.。

水闸第五节讲解

渗
流
坡水 0.05 0.07 0.10 0.13 0.17 0.22 0.15 0.25 0.30 0.40 0.50 降平～～～～～～～～～～～值段 0.07 0.10 0.13 0.17 0.22 0.28 0.25 0.35 0.40 0.50 0.60
当渗流出口处有反滤层时，表列数值可加大30%。
（3）多层土质地基
当闸基为较薄的壤土层，其下卧层为深厚的相对透水层时：
闸室上游---宜设置钢筋混凝土或粘土铺盖，或土工膜防渗铺盖；闸底板下游段或消力池底板下---应设反滤层、排水井（深入相对透水层）
（4）岩石地基
闸基为岩石地基时，根据防渗需要：在闸室底板上游端：设水泥灌浆帷幕在闸室底板下游端：设排水孔
壤土
粘土
13～ 9
9～7
7～5
5～4
4～3
3～ 2.5
11～ 7
9～5
5～3
3～2
— — — — — — — — 7～4 4～3
2、地下轮廓布置总的布置原则：防渗与导渗（即排水）相结合
防渗：上游侧采用水平防渗、垂直防渗--延长渗径减小作用在底板上的渗透压力，降低闸基平均渗透坡降导渗：下游侧设置排水反滤设施--防止在渗流出口附近发生渗透变形。
一、地下轮廓线的拟定
1. 防渗长度（渗径长度）指地下轮廓线的长度，即闸基渗流第一根流线长度。第一根流线长度：不透水的铺盖、板桩及底板与地基的接触线。起点：入土点；终点：出土点；中间：连续直线。
《水闸设计规范》(SL265-2001)：闸基防渗长度拟定公式
规划和可研阶段，防渗长度初拟值：
Pf 一一小于 d f 的土粒百分数含量，% ；

水闸实例——精选推荐

四、防渗设计（一）闸底地下轮廓线的布置1、防渗设计的目的防止闸基渗透变形；减小闸基渗透压力；减少水量损失；合理选用地下轮廓尺寸。

2、布置原则防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力；在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。

3、地下轮廓线布置（1）闸基防渗长度的确定。

根据公式(2)计算闸基理论防渗长度为56.24m 。

其中为渗径系数，因为地基土质为重粉质壤土，查表取8。

L =8×7.03=56.24 m（2）防渗设备由于闸基土质以粘性土为主，防渗设备采用粘土铺盖，闸底板上、下游侧设置齿墙，为了避免破坏天然的粘土结构，不宜设置板桩。

（3）防渗设备尺寸和构造。

1）闸底板顺水流方向长度根据公式(1)计算，根据闸基土质为重粉质壤土A 取2.0。

L 底=A ×H =2×7.03=14.06 m底板长度综合考虑上部结构布置及地基承载力等要求，确定为16m 。

2）闸底板厚度为t =16×9=1.5 m 。

3）齿墙具体尺寸见图1。

图1 闸底板尺寸图（单位：cm ）4）铺盖长度根据（3 ~5）倍的上、下游水位差，确定为36m 。

铺盖厚度确定为：便于施工上游端取为0.6m ，末端为1.5m 以便和闸底板联接。

为了防止水流冲刷及施工时破坏粘土铺盖，在其上设置30cm 厚的浆砌块石保护层，10cm 厚的砂垫层。

4、校核地下轮廓线的长度根据以上设计数据，实际的地下轮廓线布置长度应大于理论的地下轮廓线长度，通过校核，满足要求。

铺盖长度+闸底板长度+齿墙长度= 36+16+6.8=57.8m >L 理=56.24 m（二）排水设备的细部构造1、排水设备的作用采用排水设备，可降低渗透水压力，排除渗水，避免渗透变形，增加下游的稳定性。

改进阻力系数法(水闸渗流)

C.2 改进阻力系数法C.2.1土基上水闸的地基有效深度可按公式(C.2.1-1)或(C.2.1-2)计算：当500≥S L 时, 05.0L T e = (C.2.1-1) 当500 S L 时, 26.15000+=S L L T e (C.2.1-2) 式中 T e ---土基上水闸的地基有效深度(m)；L 0 ---地下轮廓的水平投影长度(m)；S 0 ---地下轮廓的垂直投影长度(m).当计算的T e 值大于地基实际深度时,T e 值应按地基实际深度采用.C.2.2 分段阻力系数可按公式(C.2.2-1)~(C.2.2-3)计算：1 进,出口段(见图C.2.2-1)：441.05.1230+⎭⎬⎫⎩⎨⎧=T S ξ (C.2.2-1)式中 a 0 ---进,出口段的阻力系数；S---板桩或齿墙的入土深度(m)；T---地基透水层深度(m).2 内部垂直段(见图C.2.2-2)：(C.2.2-2)式中 a y ---内部垂直段的阻力系数. 图C.2.2-1 图C.2.2-2图C.2.2-33 水平段(见图C.2.2-3)：()TS S L x x 217.0+-=ξ (C.2.2-3) 式中 a x ---水平段的阻力系数；L x ---水平段长度(m)；S 1 ,S 2 ---进,出口段板桩或齿墙的入土深度(m).C.2.3 各分段水头损失值可按公式(C.2.3)计算：∑=∆=n i ii i H h 1ξξ (C.2.3) 式中 h χ ---各分段水头损失值(m)；a i ---各分段的阻力系数；n---总分段数.以直线连接各分段计算点的水头值,即得渗透压力的分布图形.C.2.4 进,出口段水头损失值和渗透压力分布图形可按下列方法进行局部修正： 1 进,出口段修正后的水头损失值可按公式(C.2.4-1)~(C.2.4-3)计算(见图C.2.4-1)：0''0h h β= (C.2.4-1)∑==ni i h h 10 (C.2.4-2)⎭⎬⎫⎩⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=059.0212121.1'2''T S T T β (C.2.4-3) 图C.2.4-1式中 h '0 ---进,出口段修正后的水头损失值(m)；h 0 ---进,出口段水头损失值(m)；β'---阻力修正系数,当计算的β′≥1.0时,采用β′＝1.0；S ' ---底板埋深与板桩入土深度之和(m)；T '---板桩另一侧地基透水层深度(m).2 修正后水头损失的减小值,可按公式(C.2.4-4)计算：()0'1h h β-=∆ (C.2.4-4)式中 Δh---修正后水头损失的减小值(m).3 水力坡降呈急变形式的长度可按公式(C.2.4-5)计算：T I HhL N i X ∑=∆∆=ξ1'(C.2.4-5)式中 L'x ---水力坡降呈急变形式的长度(m).4 出口段渗透压力分布图形可按下列方法进行修正如图C.2.4-2所示,图C.2.4-2中的QP ′为原有水力坡降线,根据公式(C.2.4-3)和(C.2.4-4)和公式(C.2.4-5)计算的⑽h 和L'x 值,分别定出P 点和O 点,连接QOP,即为修正后的水力坡降线.图C.2.4-2C.2.5 进,出口段齿墙不规则部位可按下列方法进行修正(见图C.2.5-1和图C.2.5-2)：图C.2.5-1 图C.2.5-21 当h x ≥Δh 时,可按公式(C.2.5-1)进行修正：h h h x x ∆+=' (C.2.5-1)式中 h x ---水平段的水头损失值(m)；h'x ---修正后的水平段水头损失值(m).2 当h x ＜Δh 时,可按下列两种情况分别进行修正：1)若h x +h y ≥Δh,可按公式(C.2.5-2)和公式(C.2.5-3)进行修正：x x h h 2'= (C.2.5-2)h h h h y y -∆+='(C.2.5-3)式中 h y ---内部垂直段的水头损失失值(m)；h'y ---修正后的内部垂直段水头损失值(m).2)若h x +h y ＜Δh,可按公式(C.2.5-2),公式(C.2.5-4)和公式(C.2.5-5)进行修正：y y h h 2'= (C.2.5-4)()y x cd cd h h h h h +-∆+=' (C.2.5-5)式中 h cd ---图C.2.5-1和图C.2.5-2中CD 段的水头损失值(m)；h'cd ---修正后的C Ρ段水头损失值(m).以直线连接修正后的各分段计算点的水头值,即得修正后的渗透压力分布图形.C.2.6 出口段渗流坡降值可按公式(C.2.6)计算：''0Sh J = (C.2.6) 式中 J---出口段渗流坡降值.。

渗流计算

4.2.3.2 闸基渗流计算1、渗流计算的目的和计算方法计算闸底板各点渗透压力，验算地基土在初步拟定的底下轮廓线下的渗透稳定性。

计算方法有直线的比例法、流网法和改进阻力系数法，由于改进阻力系数法计算结果精确，因此采用此法进行渗流计算。

1）用改进阻力系数法计算闸基渗流（1）地基有效深度的计算根据S L 与5比较得出，0L 为地下轮廓线水平投影的长度，为33m ；0S 为地下轮廓线垂直投影的长度，为7m 。

则571.473300<==S L ，所以地基有效深度m S L L T e 29.1726.150=+=。

（2）分段阻力系数的计算为了计算的简便，特将地下轮廓线进行简化处理，通过底下轮廓线的各角点和尖端将渗流区域分成8个典型段，如图4.2.3.2-1所示。

其中Ⅰ、Ⅷ段为进口段和出口段，用公式441.0)(5.1230+=T Sζ计算阻力系数，Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ段为内部垂直段，用公式)1(4ln 2TSctgy -=ππζ计算阻力系数，Ⅲ、Ⅵ段为水平段，用公式TS S L x )(7.021+-=ζ计算阻力系数。

其中21,,S S S 为板桩的入土深度，各典型段的水头损失按公式∑=∆=ni iii Hh 1ξξ计算，对于进出口段的阻力系数修正，按公式0''0h h β=，式中)059.0(2)(12121.1'2''+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=T S T T β，0')1(h h β-=∆计算，其中'0h 为进出口段修正后的水头损失值，0h 为进出口段损失值，'β为阻力修正系数，当0.1'≥β时，取0.1'=β，'S 为底板埋深与板桩入图深度之和，'T 为板桩另一侧地基透水层深度。

其计算见表2.3.2-1：图4.2.3.2-1 渗流区域分段图（单位：m ）表4.3.2.2-1 各段渗透压力水头损失单位：（m ）表4.3.2.2-2 进出口段的阻力系数修正表单位：（m ）Ⅷ（3）计算各角点的渗透压力值用上表所计算的水头损失进行计算，总的水头差分别为4.0m 和4.5m ，各段后角点渗压水头=该段前点渗压水头—此段的水头损失，结果列入表4.3.2.2-3：表4.3.2.2-3 闸基各角点渗透压力值单位：（m ）（4）算渗流逸出坡降①出口段的逸出坡降分别为14.02.6859.0''===S h J 和16.02.6966.0''===Sh J ，由《水闸设计规范》可查得[]5.0=J ，则都小于地基土出口段允许渗流坡降值[]5.0=J ，满足要求，不会发生渗透变形。

水闸水力计算实例

水闸水力计算实例一、资料和任务某平底水闸担负汛期某河部分排洪的任务。

汛期当邻闸泄洪流量达5000米3/秒时，本闸开始泄洪。

根据工程规划，进行水力计算的有关资料有： 1． 1．水闸宽度设计标准。

（1）设计洪水流量为1680米3/秒，相应的上游水位为7.18米，下游水位为6.98米；（2）校核洪水流量为1828米3/秒，相应的上游水位为7.58米，下游水位为7.28米。

2.消能设计标准因水闸通过设计洪水流量时，上下游水位差很小，过闸水流呈淹没出流状态，故不以设计洪水流量作为消能设计标准。

现考虑汛期邻闸泄洪流量为5000米/3秒时，本闸开始泄洪，此时上下游水位差最大，可作为消能设计标准，其相应的上游水位为5.50米，下游水位为2.50米，并规定闸门第一次开启高度e =1.2米。

3.闸身稳定计算标准（考虑闸门关闭，上下游水位差最大的情况）。

（1）设计情况：上游水位为6.50米，下游水位为-1.20米；（2）校核情况：上游水位为7.00米，下游水位为-1.20米。

4.水闸底板采用倒拱形式，底板前段闸坎用浆砌块石填平。

为了与河底高程相适应，闸坎高程定为-1.00米，倒拱底板高程为-1.50米。

5.闸门、闸墩及翼墙型式：闸门为平面闸门，分上下两扇。

闸墩墩头为尖圆形，墩厚d 。

=1米。

翼墙为圆弧形，圆弧半径r =12米。

6.闸址处河道断面近似为矩形，河宽0B =160米。

7.闸基土壤为中等密实粘土。

8.水闸纵剖面图及各部分尺寸见图1。

水力计算任务：1.确定水闸溢流宽度及闸孔数；2.闸下消能计算；3.闸基渗流计算。

图1二、确定水闸溢流宽度及闸孔数平底水闸属无坎宽顶堰。

先判别堰的出流情况。

已知设计洪水流量Q=1680米3/秒，相应的上游水位为7.18米。

闸坎高程为-1.00米，则宽顶堰堰上水头H = 7.18 –( -1.00) =8.18米又知河宽0B = 160米，则0v =H B Q 0=18.8160680.1 =1.28米/秒g 2=8.92⨯=0.084米0H =H +g av 220=8.18+0.084=8.264米下游水位为6.89米，则下游水面超过堰顶的高度 s h =6.98-(-1.00)=7.98米0H h s =264.898.7=0.965>0.86由《水力计算手册》宽顶堰淹没系数表查得，该出流为宽顶堰淹没出流。

基于数值计算方法的闸基渗流流网绘制

ｎｅｉａｃｃｌｔｎｍｅｈｄｏｌｉｅＳｆｕｄｔｎｃｕｄｉｒｖｅｓｅｄａｄａｃｒｃｒｄａｉｇｔｅｆｗｎｔｎｍｕｒｌａｕａｉｔｏｆｓｕｃ ’ ｎａｉｏｌｃｌｏｏｏｍｐｏｅｔｐｅｎｃｕａｙｆｒｗｎｏｅ，ａｄｈｏｈｌ
Ａｂｓｒｃ：ＢａｅｎｔｅｂｉｈｏｙｏｗｏｄｍｅｓｏａｅｐｇｏｎｔｉｎｔｌｍｅｔｍｅｈｄａｄＧａｅＫｎｍｅｈｄ，ｔａｔｓｄｏｈａｃｔｅｒｆｔ — ｉｎｉｎｌｓｅａｅｆｗｅ，ｆｉｅｅｅｎｔｏｎｌｉｔｏｓｌｔｅｎｍｅｉａａｃｌｔｎｍｅｈｄａｄｃｃｌｔｏｏｍｕａｔｒｗｈｏｎｔａｅｓｕｉｄａｄｓｍｍａｉｅｎｄｔｅｆｏｈｕｒｃｃｕａｉｔｏｎａｕａｉｎｆｒｌｏｄａｔｅｆｗｅｒｔｄｅｕｌｌｏｌｌｎｒｚｄ．ａｈｗｌｎｔｆｒｐｅｓｒｅｐｇｆｓｕｃＳｆｕａｉｎｉｒｗｎｂｓｎｈｒｗｉｇｐｏｒｍ．Ｔｈｔｄｅｕｔｈｗａｅｅｏｒｓｕｅｓｅａｅｏｌｉｅ’ ｏｎｄｔｓｄａｙｕｉｇｔｅｄａｎｒｇａｏｅｓｕｙｒｓｌｓｓｏｔｔｔｈｈ
变化特征、流线以及等水头线的变化形态，了解和来判断渗透水的渗径、历程、中各子域间的水量互补场关系、域的相对透水性和相对潜在的可能渗透变子

2.3m坝高渗流稳定计算

正常水位时渗流计算一、计算依据：1.《水闸设计规范》SL265-2001；2.《工程地质勘察报告》；3.《水力计算手册》。

二、计算条件：铺盖顶高程22.2m铺盖段1齿墙深0.6m铺盖段1底板厚度0.4m铺盖段1长度10m铺盖段2齿墙深0铺盖段2底板厚度0铺盖段2长度0闸室段齿墙深0.5m 闸室段底板厚度0.8m 闸室段长度12m 消力池底板顶高程21.6m 消力池底板厚0.6m 消力池长度12m 排水孔前消力池长度7m 上游最高挡水位24.5m 下游水位22.2m 上下游水头差2.3m三、渗透压力计算：采用改进阻力系数法1、土基上水闸地基有效深度计算式中：T e —土基上水闸的地基有效深度（m ）；L 0—地下轮廊的水平投影长度（m ）；S 0—地下轮廓的垂直投影长度（m ）；26.1555.0500000000+=<=≥S L L T S L L T S L e e 时当时当当计算的Te 值大于地基实际深度时，其值应按地基实际深度采用。

2、阻力系数计算①进、出口段③内部垂直段式中：S—板桩或齿墙的入土深度(m)；T—地基透水层深度(m)。

Lx—水平段长度(m)。

水头损失②水平段441.05.1230+⎪⎭⎫ ⎝⎛=T S ξ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=T S ctg y 14ln 2ππξT S S L x x )(7.021+-=ξhi-各分段水头损失值(m)；ξi－各分段阻力系数；n－总分段数.3、出口段水头损失值修正系数式中：β'—阻力修正系数，当计算值≥1.0时，采用β'=1.0T'—板桩另一侧地基透水层深度(m)。

S'—底板埋深与板桩入土深度之和(m)；h 0'—进、出口段修正后的水头损失值(m)；h —进、出口段水头损失值(m)；⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=059.0'2'12121.1'2T S T T β00''h h β=4、出口段渗流坡降值J由地质勘察报告知闸基为粉土，其允许水力比降为0.35。

GeoStudio 在水闸渗流计算中的应用

行的关键因素。科学准确的渗流分析为合理选择渗流控制措施、评价水闸工程的安全可靠性提供必要的依据，
因此对水闸渗流计算的研究具有十分重要的实际意义Ｊ。
本文采用基于有限单元法的数值计算软件ＧｅｏＳｔｕ．
１００．００～９０．５０Ｉｎ之间为砂壤土透水层，渗透系数Ｋ＝２．４×１０一ｃｍ／ｓ，９０．５０１３３高程以下为不透水层，板桩深入地基至９４．００Ｉｌｌ高程。分别采用改进阻力系数法和ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ软件计算闸基渗流。
求解以上拉普拉斯边值问题，从而进一步得到相关渗
流要素。
２算例分析某水闸地下轮廓线布置如图１所示，闸前水位为
１０４．７５ｍ，闸后水位按１００．００Ｉｎ考虑。闸基土在高程
改进阻力系数法是水闸地基恒定渗流的一种近似计算方法，也是《水闸设计规范》（ＳＬ２６５－２００１）［４１
第８期
２０１４年８月
广东水利水电
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＷＡＴＥＲＲＥＳＯＵＲＣＥＳＡＮＤＨＹＤＲ０ＰＯＷＥＲ
Ｎｏ．８
Ａｕｇ．２０１４
ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ在水闸渗流计算中的应用
李飞
图１某水闸地下轮廓布置示意（单位：ｍ）

水闸渗流稳定及闸室稳定分析

水闸渗流稳定及闸室稳定分析◎ 常聪聪中交四航局港湾工程设计院有限公司摘要：水闸在水利建设中扮演着重要的角色，本文结合闸坝的具体工程实例，详细介绍了水闸渗流稳定和闸室稳定的计算原理及计算步骤，计算结果表明该项目的结构设计方案较安全但偏保守，可进一步优化方案。

本文中所涉及的相关计算可为相似工程案例提供一定的参考。

关键词：水闸；渗流；闸室稳定1.引言水闸作为一种用来调节水位、控制流量且通常水头差不超过30m的低水头水工建筑物，具备挡水和泄水的两重作用，在水利工程建设中得到广泛应用。

水闸的渗流分析和闸室的稳定分析是水闸设计中两个重要部分，国内外众多学者针对该课题做了丰富的研究。

梁佳铭[1]、王建华[2]运用可靠度理论分析了水闸安全的主要影响因素，申向东[3]分析了单孔水闸的抗滑稳定，也有众多学者结合工程实例对水闸闸室的稳定进行了计算分析[4~7]。

改进阻力系数法是计算水闸闸基渗流稳定的重要方法，适应性广，众多水闸案例以此方法为基础进行设计验算[8~10]。

学者们还将水闸渗流分析的有限元分析法和改进阻力系数法作对比[11~14]，表明两种方法在计算闸基渗流问题上均可靠，有限元分析法则更偏保守。

本文结合具体工程实例，按照现行规范[15]，对水闸的闸基渗流及闸室稳定进行了具体计算分析，对相似案例工程具有一定的借鉴与参考意义。

2.工程概况本工程案例为广东某水闸的重建方案，泄水闸闸孔孔数为12孔，单孔净宽14m，总净宽168m。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2017）和《渠化工程枢纽总体设计规范》（JTS 181-1-2009），枢纽按库容分等指标，为Ⅲ等中型工程，建筑物级别为4级。

正常蓄水位为35m，中墩厚2.5m，边墩厚2.0m，上游铺盖长15m，闸室长度25.5m，消力池长30m。

地质条件：工程区域地震活动性较弱，区域地质稳定性良好，工程范围内本枢纽的地层主要有第四系填土层（Q4ml）、第四系冲积层（Q4al）、第四系冲洪积层（Q4al+pl）及石炭系下统大塘阶石磴子段（C1ds），中风化岩物理力学性质好，岩石强度高，分布较稳定，地基承载力较高。

水闸水利计算和防渗设计正文

1基本资料1．1背景资料前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，该闸的作用是：1．1．1 防洪：当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵红旗渠下游两岸的低田，保护下游的农田和村镇。

1．1．2 灌溉：灌溉期引胜利河氺北调，以灌溉红旗渠两岸的农田。

1．1．3 引水冲淤：枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。

1．2 地质资料1．2．1 闸基土质分布情况如下表所示表1-1闸基土层分布1．2．2 闸基土工试验资料根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力Ｃ=60.0kpa；内摩擦角ϕ=19°；天然孔隙比e=0.6g；天然容重r=20.3KN/ m3。

建闸所用回填土为啥壤土，其内摩擦角ϕ=26°，凝聚力C=0。

天然容前r=18KN/ m3。

1．3 气象资料1．3．1气象资料不全1．4 三材情况1．4．1该地区“三材”供应不足。

闸门采用平面钢闸门，尺寸字定，由工厂设计，加工制造。

1．4．2 该地区地震设计烈度为6度，故不可考虑地震影响。

1．5 基本水文资料1．5．1 孔口设计水位、流量根据规划要求，在灌溉期前进闸自流胜利河水灌溉，引水量为320 m3/s。

此时相应的水位为：闸上游水位为1.86 m；闸下游水位为1.80 m。

枯水季节冬季，由前进闸自流引水送至下游的红星港冲淤保港，引水流量为100m3/s。

此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m；闸下游水位为1.38m。

1．5．2 闸身稳定计算水位组合(1)设计情况：上游水位4.3m，浪高0.8m，下游水位1.0m。

(2)校核情况：上游水位4.7m，浪高0.5m，下游水位1.0m。

1．5．3 消能防冲设计水位组合根据分析，消能防冲的不利水位组合是：引水流量300m3/s，相应的上游水位4.7m，下游水位1.78m。

1．5．4 下游水位流量关系表1-2下游水位流量关系1．6 闸的设计标准根据《水闸设计规范》SI265—2001（以下简称SI265—2001），前进闸按III级建筑物设计。

水闸渗流计算方法的探讨

水闸渗流计算方法的探讨水闸渗流是水在压力坡降作用下穿过土中连续空隙发生流动的现象。

本文通过水闸渗流的影响及计算方法来曲面探讨。

标签：影响;全截面直线分布法;流网法;渗流;闸基引言：上游的水压力是水工建筑物要承受的主要荷载之一，而且地基和混凝土也不是完全不透水的材料，在水头的长期作用下，水即将会通过地基和坝体向下游流去，因此，在地基内和闸坝体内有一个渗流场的存在。

渗流分析给合理的选择渗流控制方法和对闸坝工程的安全可靠性的评价提供一定的根据，水闸闸基渗流为剖面的平面渗流运动，既有水平的分速度，同时也有垂直的分速度，可以近似的看做为二维流。

闸基渗流经常用到的计算方法包括有限元法、流网法、直线比例法（渗径系数法）、电网络法[1，2]和改进阻力系数法。

改进阻力系数法[3，4]为分段法，把地基渗流沿着地下轮廓线划分成水平的和垂直的几个段，进行单独的解决。

把各分段的阻力系数计算出来，再进一步把渗透流速、渗透压力、渗透坡降及渗流量求出。

这是一种近似的流体力学的解法，有较高的计算精度，对计算复杂的地下轮廓的渗流量也同样有很大的的现实意义，在国内外已经得到广泛的运用，水闸设计规范计算闸基渗流就是运用了这种方法。

把求解的渗流区域划分为有限个互相联系的子区域的方法就是有限单元法，它用子区域内连续的分区近似水头函数来代替待定的水头函数。

随着计算机的发展，其应用于数值计算的有限元法也得到了快速的发展，可以很好的把条件复杂的渗流问题模拟出来。

现在，有很多有限元软件都可以用来计算渗流，包括GEO-SLOPE、MARC、SEEPAGE、ANSYS、ADINA、FLAC、ABQUS等。

一、滲透与渗透影响（一）渗透渗透是水在压力坡降作用下穿过土中连续空隙发生流动的现象。

水利工程中渗流计算的研究对象为岩土，土是具有连续空隙的介质，水在重力作用下可以穿过土的空隙发生运动。

土的渗透性主要研究在重力势能作用下，土空隙中的水的流动过程及其规律性。

水力学第15章渗流基础2 (2)

15.25设有半径rw=15cm的钻井布置在冲基岩中，为无压完全井，含水层由二层组成，其渗流系数和厚度分别为，，，，井中水深，影响半径，试求供水流量。
解：
习题15.25图
此题的含水层由二层组成，对上边的一层用无压潜水含水层的公式计算，下边一层用承压含水层的公式计算。由题意知，，则
15.26设有半径为rw=15cm的钻井布置在承压含水层中，含水层由三层组成，其渗流系数和厚度分别为，，，，，，井中水深，影响半径，此处的水头H0=20m，试求供水流量。
解：
由图中可以看出，上下游水位差，共有11条等势线，即n+1=11，n=10；5条流线，即m+1=5，m=4。
1）求各点的渗透压强
A、B、C各点由图上量得在水面下的深度分别为，，，各点
习题15.35图
的水头损失为， , ，各点的渗透压强为
2）哪一条水力坡度最大
水力坡度为
当上下游水位差为、等势线n确定以后，水力坡度随着的减小而增大，由流网图可以看出，第一条流线水力坡度最大。
习题15.33图
1)各点压强计算
压强计算公式为
各点水头损失计算如下：，，，
各点在上游水面下的深度为：，，，
各点的压强水柱为：，，，
1）计算渗流量
15.34某一筑于透水地基上的溢流坝，其上下游水深及坝基流网如图所示，坝轴总长为150m，渗透系数，试求m点处的渗流流速及坝基的总渗流量。m点处量的。
1）求1点和2点的渗透压强
1点在上游水面以下的深度为，水头损失，。
2点在上游水面以下的深度为，水头损失为，。
2）求3点和4点的渗流速度
3）渗流逸出点的水力坡度

闸基渗流段的阻力系数

闸基渗流段的阻力系数闸基渗流段是水利工程中常见的一种堤体渗流控制措施，用于减小堤体内渗流对于工程安全的影响。

在设计和计算闸基渗流段的阻力系数时，需要考虑多种因素，包括土壤类型、孔隙率、渗透系数以及水头差等。

1. 土壤类型：土壤类型是影响渗流阻力的重要因素之一。

通常情况下，闸基渗流段所使用的土壤选择粘性土、壤土或者砂土，根据具体的工程条件来确定。

这些土壤类型的渗透系数和抗渗性能各不相同，直接影响渗流阻力系数的大小。

2. 孔隙率：孔隙率是指土壤中含有的孔隙体积与总体积之比，也是影响渗流阻力的一个重要因素。

孔隙率越大，渗流阻力则相对较小；孔隙率越小，渗流阻力则相对较大。

因此，在选择土壤类型和设计堤体时，需要根据考虑长期渗流控制效果的要求来确定适当的孔隙率。

3. 渗透系数：渗透系数是土壤层中单位时间内单位面积的渗流量，是土壤渗透性的一个重要指标。

一般情况下，闸基渗流段所使用的土壤具有较高的渗透系数，可以通过测试或规范中给出的数据来确定。

渗透系数越大，渗流阻力系数越小，相应的渗流速度也就越快。

4. 水头差：水头差是指水流通过渗流段时所形成的水头差值，也是影响渗流阻力的一个重要因素。

一般来说，水头差越大，渗流阻力系数则越小；反之，水头差越小，则渗流阻力系数则越大。

在设计和计算闸基渗流段时，需要根据具体工程的水头差值来确定合适的渗流阻力系数。

为了计算渗流阻力系数，通常会根据上述几个因素，使用经验公式、试验数据和实际工程成果进行统计分析。

根据不同的土壤类型和渗流条件，可以选择不同的计算方法，如Hazen公式、Darcy公式、Manning公式等。

这些方法在工程实践中具有一定的普适性和适用性，但需结合具体工程条件和现场实测数据进行修正和验证。

总之，闸基渗流段的阻力系数不仅与土壤类型、孔隙率、渗透系数和水头差有关，还需要根据具体工程条件和实际测定数据进行考虑和确定。

需要注意的是，渗流阻力系数的计算是复杂的工程问题，需要综合考虑多个因素，合理选择计算方法，并进行实际验证。

水闸渗流计算

水闸渗流计算我们来了解水闸渗流计算的原理。

水闸渗流主要通过两个途径：底部渗流和闸门渗流。

底部渗流是指水流通过水闸底部的土壤或岩石渗透而出，而闸门渗流是指水流通过闸门的缝隙或裂缝渗透而出。

水闸渗流计算的目的是确定渗流量，以便评估水闸的渗透性能和进行水闸的设计和运行管理。

在水闸渗流计算中，有几个重要的参数需要考虑。

首先是水头差，即水闸两侧水位的高度差。

水头差越大，渗流量也会相应增加。

其次是渗透系数，它是描述土壤或岩石渗透性能的参数。

渗透系数越大，渗流量也会增加。

此外，还需要考虑水闸底部和闸门的尺寸和形状，以及土壤或岩石的渗透能力等因素。

水闸渗流计算的方法有多种，其中常用的方法包括经验公式法、数值模拟法和实测法。

经验公式法是基于实测数据和经验公式进行计算，适用于简单的水闸情况。

数值模拟法是通过建立数学模型，利用计算机进行模拟计算，适用于复杂的水闸情况。

实测法是通过野外观测和实测数据进行计算，可以提供准确的渗流量。

在水闸渗流计算的实际应用中，可以用于水闸的设计、运行管理和水资源管理等方面。

例如，在水闸设计中，需要确定水闸的渗透性能和渗流量，以便合理安排水闸的结构和尺寸。

在水闸的运行管理中，可以通过监测渗流量，及时发现渗漏问题，并采取相应的措施进行修复。

在水资源管理中，可以通过水闸渗流计算来评估水资源的利用效率和合理分配水资源。

水闸渗流计算是水闸工程中重要的一部分，它可以帮助我们了解水闸运行中水流的渗透情况，并进行水资源管理和工程设计。

通过合理选择计算方法和考虑相关参数，可以提高水闸的渗透性能和运行效率，实现对水资源的合理利用。

希望本文能够对水闸渗流计算的原理、方法和应用有所了解。

水利工程设计中的渗流计算方法分析

工程技术水利工程设计中的渗流计算方法分析王文（四川省交通勘察设计研究院有限公司四川成都610017）摘要：渗流是水在土壤孔隙中的运动，而土壤孔隙的形状、大小和分布是极为复杂的，具有随机性质。

但在实际工程上，并不需要了解具体孔隙中的渗流情况，而是采用某种统计平均值来描述渗流，即用简化了的渗流模型来代替实际的渗流。

在水利工程设计的过程中最常应用的就是渗流计算。

本文通过分析渗流计算的目的与理论，深入了解水利工程设计中的渗流计算方法，希望能够给以后我国的水利行业工作者提供一些参考。

关键词：水利工程渗流计算方法防渗设计中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：1674-098X(2021)08(a)-0019-03 Analysis of Seepage Calculation Method in HydraulicEngineering DesignWANG Wen(Sichuan Communication Surveying&Design Institute Co.,Ltd.,Chengdu,Sichuan Province,610017China)Abstract:Seepage is the movement of water in soil pores,and the shape,size and distribution of soil pores are very complex and random.However,in practical engineering,it is not necessary to understand the seepage in specific pores,but to use some statistical average value to describe the seepage,that is,the simplified seepage model is used to replace the actual seepage.Seepage calculation is the most commonly used in the process of hydraulic engineering design.By analyzing the purpose and theory of seepage calculation,this paper deeply understands the seepage calculation method in hydraulic engineering design,hoping to provide some references for water conservancy workers in China in the future.Key Words:Hydraulic engineering;Seepage calculation;Method;Anti seepage design20世纪20年代，人们开始对渗流进行研究，在研究的过程中很多学者都获得了大量的研究成果，而这些研究成果都为后来水利工程设计中渗流计算方法的形成奠定了一个扎实的基础。

闸基渗流计算