S堆石壩工程的滲流計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u17656S堆石壩工程的滲流計算案例 132141.1計算剖面 1166841.2計算工況與水位條件 2170551.3計算模型與邊界條件 2235711.4計算參數(shù) 28301.5計算結(jié)果分析 3滲流計算的目的是:確定壩體與壩基的滲流量及其下游出逸點的位置；確定壩體浸潤線的位置，以便估算水庫的滲漏損失；確定壩坡出逸段與下游壩基表面的出逸比降，以及不同土層之間的對滲透水流的阻抗能力，判斷該處的滲流穩(wěn)定性；確定庫水位降落時上游壩坡內(nèi)自由水面的位置，為得到上游壩坡穩(wěn)定結(jié)果而對孔隙水壓力進行大致推算。本次滲流計算分析采用的是國際通用的計算分析軟件GEOSTUDIO中的SEEP/W程序。SEEP/W程序是基于二維平面的單位區(qū)域滲流分析程序，它能夠?qū)r土穩(wěn)定和非穩(wěn)定滲流問題有效校對得到的分析結(jié)果。該程序的計算分析基于土力學(xué)理論對非飽和土質(zhì)的研究，可根據(jù)不同的工程目的和土料試驗結(jié)果，提供了粘性土、粉砂、粗砂等的非飽和水力傳導(dǎo)系數(shù)與土壤或巖石中地下水壓力的關(guān)系曲線，實現(xiàn)流量計算的自動分析，可以實現(xiàn)不同工程對滲透穩(wěn)定的需要。1.1計算剖面根據(jù)上述壩體設(shè)計內(nèi)容，在GEOSTUDIO軟件中建立壩體模型如下圖。圖1.1壩體剖面模型1.2計算工況與水位條件計算工況包括正常蓄水位工況（上游正常蓄水位與下游相應(yīng)洪水位）、設(shè)計洪水位工況（上游千年一遇洪水位與下游相應(yīng)洪水位）、校核洪水位工況（上游五千年一遇洪水位與下游相應(yīng)洪水位）。表1.1滲流計算水位條件計算工況水位條件（m）正常蓄水位870設(shè)計洪水位871.01校核洪水位873.021.3計算模型與邊界條件心墻采用瀝青混凝土，滲流系數(shù)為1×10-8cm/s，壩殼采用堆石，滲透系數(shù)為1×10-1cm/s，兩值相差巨大，可以把瀝青混凝土心墻看做相對不透水層，因此計算時可以不考慮上游水流跌落對應(yīng)的水位高度的作用。在正常運用期，以正常蓄水位和設(shè)計洪水位作為上游水位的考慮工況，大壩下游無水。在非常運用期，上游水位采用校核洪水位，大壩下游無水。計算過程中，不透水條件為模型底部邊界的假定參照，依據(jù)不同計算工況上游坡面選擇不同的水位邊界條件，依據(jù)實際設(shè)置下游坡面進行不同水位邊界條件的模擬。1.4計算參數(shù)滲流所用計算參數(shù)為各材料的滲透系數(shù)。在滲流計算時，各材料的滲透系數(shù)參照歷史資料并依據(jù)工程經(jīng)驗綜合確定，具體數(shù)值見下表。表1.2滲流計算參數(shù)材料名稱滲透系數(shù)（cm/s）允許滲透坡降KxKy[J]堆石1×10-11×10-1反濾料1×10-31×10-3過渡料1×10-21×10-2瀝青混凝土心墻1×10-81×10-83防滲墻1×10-61×10-690-120基巖內(nèi)帷幕5×10-55×10-520覆蓋層5×10-25×10-20.12-0.15基巖弱透水層1×10-41×10-4基巖微透水層5×10-55×10-51.5計算結(jié)果分析在不同工況下，壩體滲流計算結(jié)果如表1.3所示。圖1.1至1.3分別為大壩在三種計算工況下的可視化結(jié)果。在上游水位增加的同時，心墻內(nèi)滲透水流表面與橫斷面的交線不斷升高，而心墻的防滲性能運作良好，壩體內(nèi)浸潤線途經(jīng)特殊砼防滲體后急劇下降。由滲流量計算成果可以看出，大壩在正常、設(shè)計、校核完全不同的三種工況下，擁有較大比降數(shù)值的部位主要位于心墻內(nèi)，三種工況下最大水力比降分別為12.82、13.02和13.58。從主壩的長期運行情況看，大壩下游壩體浸潤線位置較低，說明心墻的防滲性能運作良好，壩體穩(wěn)定性得以保證。大壩在三種工況下的單寬滲流量分別為1.18×10-4m3/s?m、1.20×10-4m3/s?m和1.63×10-4m3/s?m。盡管上游水位不斷抬高，計算剖面的單寬滲流量增加，但增幅遠不及實際增量。表1.3壩體滲流計算結(jié)果序號上游水位最大水力坡降單寬滲流量m3/s?m1正常蓄水位12.821.18×10-42設(shè)計洪水位13.021.20×