水闸渗透计算

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1、【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。根据表

2、4-2，可知砂壤土的渗径系数，作用水头为故最小防渗长度为地下轮廓不透水部分的实际长度为图4-28地下轮廓布置图及渗压水头分布图（单位：m）（二）采用直线比例法进行渗透压力计算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、

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，，故，按式（4-19）计算故按实际透水层深度进行计算。2.简化地下轮廓将地下轮廓划分成十个段，如图4-29（a）所示。3.计算阻力系数[图4-29（b）]（1）进口段：将齿墙简化为短板桩，板桩入土深度为0.5m，铺盖厚度为0.4m，故，。按表（4-3）计算进口段阻力系数为（2）齿墙水平段：，，，按表（4-

4、3）计算齿墙水平段阻力系数为（3）齿墙垂直段：，。按表（4-3）计算齿墙垂直段的阻力系数为（4）铺盖水平段：，，，按表（4-3）计算铺盖水平段阻力系数为（5）板桩垂直段：，，根据表（4-3），板桩垂直段阻力系数为（6）板桩垂直段：，，根据表（4-3），板桩垂直段阻力系数为（7）底板水平段：，，，，故底板水平段阻力系数为（8）齿墙垂直段：，，根据表（4-3），则齿墙垂直段的阻力系数为（9）齿墙水平段：，，，按表（4-3）计算齿墙水平段阻力系数为（10）出口段：出口段中，，按表（4-3）计算其阻力系数为（二）渗透压力计算1.求各分段的渗压水头损失值根据

5、式（4-18），其中，且（1）进口段（2）齿墙水平段（3）齿墙垂直段（4）铺盖水平段（5）板桩垂直段（6）板桩垂直段（7）底板水平段（8）齿墙垂直段（9）齿墙水平段（10）出口段2.进出口水头损失值的修正（1）进口处按式（4-20）计算修正系数为，应予修正。进口段水头损失应修正为进口段水头损失减小值为故应按式（4-25）、式（4-26）修正各段的水头损失值为（2）出口处亦按式（4-20）计算修正系数为出口段水头损失应修正为图4-29改进阻力系数法计算图（单位：m）（a）渗流场分段图；（b）阻力系数计算图；（c）渗压水头分布图故应按式（4-25）、式

6、（4-26）修正各段的水头损失值为验算计算无误。3.计算各角隅点的渗压水头由上游进口段开始，逐次向下游从作用水头值相继减去各分段水头损失值（也可由下游出口段从零开始向上游逐段累加各分段水头损失值），即可求得各角隅点的渗压水头值4.绘制渗压水头分布图　　根据以上算得的渗压水头值，并认为沿水平段的水头损失呈线性变化，即可绘出如图4-29(c)所示的渗压水头分布图。图中进口处渗压水头修正范围应按下式计算（三）求闸底板水平段渗透坡降和渗流出口处坡降即出逸坡降1.渗流出口平均坡降按式（4-27）计算为2.底板水平段平均渗透坡降为