堤防渗流计算.docx
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堤防渗流计算
根据堤《防工程设计规范GB50286-98 》
附录 不透水堤基 均质土堤 下游无排水设备或有贴坡式排水
项目 计算式 数值 单位 备注
上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:
m1
下游坡度m2 = 3 = 3 / 1:
m2
堤顶宽度B = 6 = 6 m
堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m
堤底高程▽底 = 17 = 17 m
上游水位▽1 = = m
下游水位▽2 = 18 = 18 m
k = = m/s
堤身高度H = 27-17 = 10 m
上游水深H1 = = m
下游水深H2 = 18-17 = 1 m
L = ×3+6+10×3 = m 上有水面至下游堤脚
ΔL = 3×(2×3+1) = m m1H1/(2m1+1)
L1 = + = m L+ΔL
试算法计算逸出高度h0,假设h0的试算范围h01~h02,计算的步长以及精度
h01 = 1 = 1 m
h02 = 10 = 10 m
步长 = = m
精度 = = m
试算得到h0 = = m 手动输入
q/k = ^^2)/(2××) = m
q/k = = m
平均q/k = +/2 = m
平均渗流量q = × = m3/s/m
方程 y=SQRT+
下游坝坡最大渗出坡降J = 1/3 = / 1/m2
附录 不透水堤基 均质土堤 下游设褥垫式排水
项目 计算式 数值 单位 备注
上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:
m1
下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:
m2
堤顶宽度B = 6 = 6 m
堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m
堤底高程▽底 = 17 = 17 m
上游水位▽1 = = m
下游水位▽2 = 18 = 18 m
褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚
k = = m/s
堤身高度H = 27-17 = 10 m
上游水深H1 = = m
下游水深H2 = 18-17 = 1 m
L = ×3+6+10×5-5 = m 上游水面至褥垫
ΔL = 3×(2×3+1) = m m1H1/(2m1+1)
L1 = + = m L+ΔL
逸出高度h0 = SQRT^2+^2) = m
排水体工作长度a0 = 2 = m h0/2
q/k = = m h0
渗流量q = × = m3/s/m
方程 y=SQRT
下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = / 1/m2
附录 不透水堤基 均质土堤 下游设棱体排水
项目 计算式 数值 单位 备注
上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:
m1
下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:
m2
堤顶宽度B = 6 = 6 m
堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m
堤底高程▽底 = 17 = 17 m
上游水位▽1 = = m
下游水位▽2 = 18 = 18 m
棱体顶高程 = 19 = 19 m 到下游堤脚
棱体临水坡坡率m3 = 2 = 2 / 1:
m3
k = = m/s
堤身高度H = 27-17 = 10 m
棱体高度HL = 19-17 = 2 m
上游水深H1 = = m
下游水深H2 = 18-17 = 1 m
L = ×3+6+10×5-2×5-2×2 = m 上游水面至棱体
ΔL = 3×(2×3+1) = m m1H1/(2m1+1)
L1 = + = m L+ΔL
系数c = = / 与m3有关
逸出高度h0 = 1+SQRT(×^2+^2)× = m
q/k = ^2+^2)/(2× = m
渗流量q = × = m3/s/m
方程 y=SQRT
下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = / 1/m2
附录 透水堤基无排水
附录 透水堤基 均质土堤 下游无排水设备或有贴坡式排水
项目 计算式 数值 单位 备注
1.计算参数
上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:
m1
下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:
m2
堤顶宽度B = 6 = 6 m
堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m
堤底高程▽底 = 17 = 17 m
透水地基底高程▽底 = 7 = 7 m 不透水地基顶高程
上游水位▽1 = = m
下游水位▽2 = 18 = 18 m
k = = m/s
堤基k0 = = m/s
2.不透水堤基对应渗流量计算
堤身高度H = 27-17 = 10 m
上游水深H1 = = m
下游水深H2 = 18-17 = 1 m
L = ×3+6+10×5 = m 上有水面至下游堤脚
ΔL = 3×(2×3+1) = m m1H1/(2m1+1)
L1 = + = m L+ΔL
试算法计算逸出高度h0,假设h0的试算范围h01~h02,计算的步长以及精度
h01 = 1 = 1 m
h02 = 10 = 10 m
步长 = = m
精度 = = m
试算得到h0 = = m 程序计算
q/k = ^^2)/(2××) = m
q/k = = m
平均q/k = +/2 = m
平均渗流量qD = × = m3/s/m
方程 y=SQRT+
下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = / 1/m2
3.堤基渗流量计算
透水地基厚度T = 17-7 = 10 m
堤基渗流量q基 = ××10/+5×+×10) = m3/s/m
4.总渗流量 = + = m3/s/m
5.计算
h01 = 1 = 1 m
h02 = 10 = 10 m
步长 = = m
精度 = = m
试算得到h0 = = m 程序计算
q“ = = m3/s/m
方程 x=+(y^
附录 透水堤基 均质土堤 下游设褥垫式排水
项目 计算式 数值 单位 备注
1.计算参数
上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:
m1
下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:
m2
堤顶宽度B = 6 = 6 m
堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m
堤底高程▽底 = 17 = 17 m
透水地基底高程▽底 = 7 = 7 m 不透水地基顶高程
上游水位▽1 = = m
下游水位▽2 = 18 = 18 m
褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚
k = = m/s
堤基k0 = = m/s
2.不透水堤基对应渗流量计算
堤身高度H = 27-17 = 10 m
上游水深H1 = = m
下游水深H2 = 18-17 = 1 m
L = ×3+6+10×5-5 = m 上游水面至褥垫
ΔL = 3×(2×3+1) = m m1H1/(2m1+1)
L1 = + = m L+ΔL
逸出高度h0 = SQRT^2+^2) = m
排水体工作长度a0 = 2 = m h0/2
q/k = = m h0
渗流量qD = × = m3/s/m
方程 y=SQRT
下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = / 1/m2
2.堤基渗流量计算
透水地基厚度T = 17-7 = 10 m
堤基渗流量q基 = ××10/+5×+×10) = m3/s/m
3.总渗流量 = + = m3/s/m
4.计算
逸出高度h0 = + = m
q“ = = m3/s/m
方程 x=+(y^
附录 不计算
附录 不计算
项目 计算式 数值 单位 备注
上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:
m1
下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:
m2
堤顶宽度B = 6 = 6 m
堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m
堤底高程▽底 = 17 = 17 m
上游水位▽1 = = m
下游水位▽2 = 18 = 18 m
土的率n = % = % / 到下游堤脚
土的饱和度SW% = % = % / 到下游堤脚
k = = m/s
洪水持续时间t = 11 = 11 天 950400妙
土的有效率n0 = × = % / 到下游堤脚
上游水位处堤宽b“ = 6+×(3+5) = m
上游水深H = = m
渗流在背坡出现所需时间T = ××(3+5+/(4× = 946000 s 天
洪水持续时间t = 11天 > 天 不需计算锋面距迎水坡脚距离L
锋面距迎水坡脚距离L = 2×SQRT××946000/ = m m1H1/(2m1+1)
附录 背水坡渗流出口比降计算
项目 计算式 数值 单位 备注
1.计算参数
下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:
m2
堤底高程▽底 = 17 = 17 m
下游水位▽2 = 18 = 18 m
逸出高度h0 = = m
下游水深H2 = 18-17 = 1 m
2.不透水地基逸出坡降计算
下游无水时
渗出点A坡降Jo = 1/SQRT(1+5^2) = /
堤坡与不透水面交点B坡降Jo = 1/5 = / 1/m2
下游有水时
渗出段AB内的点
计算点高程 = 19 = 19 m AB段(18~内
y = 19-17 = 2 / AB段~1)内
渗出点A坡降Jo = 1/SQRT(1+5^2) = /
n = ×1/ = /
计算点坡降J = ×(/(2-1))^ = / 在下游坡面渗出
浸没段BC内的点 适用于y/H2<
计算点高程 = = m BC段(17~内
y = = / BC段(0~内
背坡与水平面夹角απ = atan(1/5) = rad 度
α = π = /
a0 = 1/(2××(5+×SQRT(1+5^2))) = /
b0 = 5/(2×(5+^2) = /
1/2α-1 1/(2×-1 = /
计算点坡降J = ×1)^(1+×1/) = /
3.透水地基逸出坡降计算
下游无水时
渗出段AB内的点
计算点高程 = 19 = 19 m AB段(17~内
y = 19-17 = 2 / AB段(0~内
计算点坡降J = 1/SQRT(1+5^2)×2)^ = /
地基段BC内的点
计算点与堤脚距离x = 3 = 3 m
计算点坡降J = 1/(2×SQRT(5))×SQRT3) = /
下游有水时
渗出段AB内的点
计算点高程 = 19 = 19 m AB段(18~内
y = 19-17 = 2 / AB段(1~内
计算点坡降J = 1/SQRT(1+5^2)×2)^ = /
浸没坡段BC内的点
计算点高程 = = m BC段~内
y = = / BC段(0~内
背坡与水平面夹角απ = atan(1/5) = rad 度
α = π = /
α1 = 1/(1+ = / 1/(1+α)
l1 = ×5 = / h0×m2
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- 堤防 渗流 计算