某水利工程二期高土石围堰浸润线方程计算案例
1.1有限深透水地基上游均质土石围堰浸润线方程
根据资料显示，计算透水地基上的均质土堤的浸润线时，应根据下游不同的
排水型首先计算特征水深，然后计算浸润线。下面为浸润线的计算方程
-z氏-底.
q=k°+-——
2^+%-明混L+S顾）
中：k0堰体的渗透系数，m/s;
k、堰基的渗透系数，m/s;
h°特征水深，m;
T覆盖层的计算总厚度，m;
m2——上游围堰背水面坡度；
H]上游水深，m;
L——自堰顶迎水面起算，金背水面底部的宽度，m;
俱上游边坡坡度。
中相关参数取值可见表4.1-1。
附表1.1-1：防渗土石围堰单宽渗流计算表
参
q*0k\m2TLHi
数
取
9.840.0160.0010.0011.7533197.541.7542.2
值
将相关参数代入上可得浸润线方程为：x=0.029y2+1.91y-21.61
1.1.1渗流比降的计算及判别
⑴临界比降和容许比降
《水利计算手册》P519指出：对于不均匀系数710的土，渗流破坏主
要是流土，不均匀系数〃20的土，渗流破坏主要是管涌。同时，经验证明：当
10时的判断较标准。对于由级配不均匀所带来的渗流破坏，可以通过填料设
计中修正级配来防止管涌的发生，因此，在二期围堰的渗流破坏计算中，仅考虑
流土带来的影响。
《水利计算手册》P521中，太沙基公能够很好的计算临界流土的比降，
当没有反滤层或盖重时，非黏性土的临界比降计算公如下：
Jc=^-1(1-〃)
中兀一一坝壳料颗粒容重，KN/m3;
乙——水容重，KN/m3;
〃一一沙砾土的孔隙率，孔隙率实际值需要经过试验计算，计算中
采用经验值，24?38,取〃=30。
经计算，临界流土的比降为人=2.2-1；xH-0.3；=0.84,取安
全系数氏=2.0,即：容许比降为0.42。当上游围堰各部分比降超过容许比降时，
需要排水减压井、排水盖重等，通常会发生于围堰背水面逸出点。
(2容许比降、上游围堰各段比降的计算
当下游无水时，即乩=0,背水面逸出点后AB段的渗流比降：
当下游无水时，即乩=0,堰基段BC段的渗流比降:
经计算，将上游围堰各个部分的坡降列入下表：
附上游围堰各部分比降计算
围堰部位状态比降/容许比降[J]是否满足
上游段平均0.306是
上游堰体0.42
下游段平均0.571否
上游堰坡逸出段AB最小值0.496否
堰基段BCx=8.0m0.419是
上游堰基
堰基段BC7.97m0.42