堤防稳定渗流形成条件初探.docxVIP

堤防稳定渗流形成条件初探 堤防稳定渗流计算是堤防工程设计的重要组成部分，依据 《堤防工程设计规范》条文说明 8.1.2、8.1.3 “大江XX堤 防，汛期挡水时间长，能形成稳定渗流浸润线，海堤及有些 江湖堤防挡水时间短，在汛期往往未能形成稳定渗流， 因此，该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 应根据实际情况按稳定渗流或不稳定渗流计算浸润线及渗 流稳定性”。如何判断堤防能否形成稳定渗流，笔者就这一 问题提出初步思路，以供探讨。该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 影响稳定渗流形成因素分析 1.1设计洪水过程 我国河流众多，其所处地理、气候条件差异很大，各次 洪水成因及特性亦不相同。暴雨形成的洪水过程常为峰高、 量大、涨水急剧、落水缓慢。而冰雪融化所造成的洪水，流 量涨落较缓慢。此外，洪水过程线形状与流域产汇流条件密 切相关，山区河流因坡陡流急，多出现峰高、量小、暴涨暴 落的洪水，而大江大河多出现涨落平缓、历时很长的洪水。该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 在堤防断面形成稳定渗流的洪水，往往需要一定的历 时，因此，能够在堤防断面形成稳定渗流的洪水，需要长历 时、高水位的洪水过程，相应设计洪水过程线要选取相对峰 型稍胖、峰值较高的过程。一般来说，大江大河的堤防工程 易形成稳定渗流，山区河流堤防相对不易形成稳定渗流，另 外蓄滞洪区堤防在大洪水期挡水时间较长，也容易形成稳定 渗流。该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 另外，对于设计洪水过程，其水位一历时呈反比函数关 系，水位越大，历时越短，对于能够形成稳定渗流的堤防， 由于所采用设计水位为峰值水位，持续时间很短，不易形成 稳定渗流，而只有持续时间足够长的某一腰值水位及其以下 水位，才会在堤防断面形成稳定渗流，设计时应考虑最不利 情况，以能形成稳定渗流的最高水位最为计算水位，进行稳 定渗流分析，当然，对《堤防工程设计规范》中另有规定的 大江XX的堤防或中小河湖重要堤段应按设计洪水位稳定渗 流计算。该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 1.2堤基及堤防填筑料 一般来说，形成稳定渗流主要与堤基及堤防填筑材料的 渗透系数ks有关，此外受孔隙率等条件影响，这些因素直 接决定堤防渗流速度，依据达西定律，渗透系数越大，越容 易形成稳定渗流。因此，对于由砂土、砂壤土等渗透系数较 大的材料构筑的堤防，较粘土、壤土构筑的堤防形成稳定渗 流容易，强透水性堤基较弱透水堤基易形成稳定渗流。该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 1.3堤防断面形式 堤防断面形式直接影响稳定渗流的形成。①堤顶宽度越 大，比降越缓，渗径越长，越不容易形成稳定渗流；而堤防 高度越大，说明该处地面较低，相应堤脚以上水位持续时间 较长，形成稳定渗流的可能越大。②堤防上游坡的防渗情况 亦很大程度决定着稳定渗流的形成，上游坡如果有良好的防 渗措施，如防渗土工布铺设、粘土斜墙、基础截渗墙等，通 过对水头的削减降低平均流速，使稳定渗流不易形成。该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 稳定渗流计算水位的确定 2.1设计洪水与设计洪水过程线 设计洪水一般以设计洪峰流量、设计时段洪水总量、设 计洪水过程线来表达，设计洪水的洪峰、洪量计算通过特大 洪水重现期调查、系列频率分析、合理性检查确定，与水库 等水利工程相同。而稳定渗流计算时，其设计洪水过程的选 择原则应有所不同1］典型洪水过程应具有代表性， 应在汛期该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 大洪水中选取。洪水的历时、峰量关系、主峰位置均能代表 汛期流域较大洪水特性的实测洪水过程。 2）尽量选择高水该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 位、长历时的洪水过程，设计洪水过程线要选取相对峰型稍 胖、峰值较高的过程。主峰位置偏后的洪水，更为危险。因 前面的洪水已经形成一定的浸润线，又来了洪水主峰，浸润 线的叠加使稳定渗流更易形成，因此是最不利的典型，而水 库工程典型洪水过程的选取一般是以“峰高量大、主峰位置 偏后”为原则。该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 日本国土开发技术研究中心编著出版的《河流土工手 册》中指出“在堤防设计时，如果设计洪水位低、洪水历时该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 短，可以认为安全上没有什么特殊问题。 对于设计洪水位高、 洪水历时长的区间要充分考虑地基和堤体的条件、背后地的 条件及河流特性土石坝二向稳定及非稳定渗流计算程序计 算），求出不同水位的稳定渗流比降 J，根据达西定律V=ks*J，该文档为文档投稿赚钱网作品，版权所有，违责必纠 计算假想平均流速，则其所需相应渗流历时 T=L/V，得到一 组渗流水位一历时关系。 2.3计算水位的确定 将设计洪水过程所确定的洪水水位一