2020年水利水電工程師堤防大壩設(shè)計：滲流分析
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對于土石壩，因它的壩體材料在一定程度上是透水的，一般允許有限的水流通過其壩體而運動，所以土石壩除研究地基的滲流外，還要研究土石壩壩體中的滲流以及壩體內(nèi)產(chǎn)生的孔隙壓力。
導(dǎo)致大壩災(zāi)難性破壞的原因及基本模式有五種：①溢洪道的泄洪能力不足，洪水漫過原來按不過水壩設(shè)計的壩頂，溢流而下;②壩體連同部分地基沿軟弱面發(fā)生滑移破壞;③壩體因揚壓力過大而沿壩基面滑動;④壩體或壩基因管涌或流土而破壞;⑤壩的上、下邊坡發(fā)生滑移破壞。滲流在后四種模式中起著重要的作用。此外，水庫水的過量滲漏、水庫岸坡的穩(wěn)定性、水庫誘發(fā)地震等，也都與滲流的作用密切相關(guān)。根據(jù)大壩的結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計要求，進行如下三方面的計算就可達到選取恰當(dāng)?shù)姆罎B措施和校驗建筑物在滲流作用下是否安全的目的。
(一)確定滲透壓力
對于混凝土壩(或水閘)地基中的有壓滲流，要確定沿建筑物地下輪廓線的滲透壓力分布，計算揚壓力，以便驗算建筑物的穩(wěn)定性。對于土石壩的無壓滲流，應(yīng)確定浸潤線位置和壩體、壩基內(nèi)的滲透力分布，以便驗算壩坡和壩基的穩(wěn)定，確定防滲體(防滲鋪蓋、斜墻、心墻或截水墻等)的長度和厚度等幾何尺寸。
(二)確定滲透坡降(或流速)
首先應(yīng)確定滲流的出逸坡降，驗算出口處有無發(fā)生局部流土和管涌破壞的危險。對于粗細(xì)粒兩層土的交界面，以及壩底與地基的接觸面，則應(yīng)檢驗是否會發(fā)生接觸沖刷和流土。對于土石壩壩體中的各種防滲體，也應(yīng)驗算其抗?jié)B強度是否滿足要求。
(三)確定滲流量
需要計算流入下游地基或排水設(shè)備的滲流量，以便為估算水庫的漏水損失和確定排水設(shè)各提供可靠的設(shè)計依據(jù)。
巖體的滲流問題，實質(zhì)上是通過裂隙介質(zhì)的水的流動問題，要正確計算上述三項指標(biāo)是比較困難的，只能作近似計算。對于某些松散的巖體，以及節(jié)理裂隙發(fā)育且無規(guī)律的巖體，也可視為多孔介質(zhì)進行計算。
對于十分重要或地質(zhì)條件復(fù)雜的水利水電樞紐，宜選取足夠大的滲流域，進行樞紐壩區(qū)的三維滲流計算，確保滿足上述三項指標(biāo)。
對土石壩，還應(yīng)確定浸潤線的位置。
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