2019水利水电工程师考点辅导：渗流分析

一、土石坝的渗流分析

渗流分析的内容包括：

①确定侵润线的位置;

②确定渗流分析的主要参数——渗流流速与坡降;

③确定渗流量。

二、闸基的渗流分析

三、渗透系数

渗透系数是反映土的渗流特性的一个综合指标。渗透系数的大小主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温，一般采用经验法、室内测定法、野外测定法确定。

四、渗透变形

渗透变形又称为渗透破坏，是指在渗透水流的作用下，土体遭受变形或破坏的现象。一般可分为管涌、流土、接触冲刷、接触流失四种基本形式。渗透变形可以单一形式出现，也可以多种形式出现于工程不同部位。

1.管涌

在渗流作用下，非黏性土土体内的细小颗粒沿着粗大颗粒间的孔隙通道移动或被渗流带出，致使土层中形成孔道而产生集中涌水的现象称为管涌。

管涌首先从渗流逸出处开始，然后向上游逐步发展。当土体中个体细小粒在渗流作用下开始在孔隙内移动时的水力坡降称为临界坡降。更粗大的土粒开始流动，产生渗流通道，土体表面发生大面积破坏时的水力坡降，称为破坏坡降。

管涌一般发生在无黏性砂土、砂砾土的下游坡面和地基渗流的逸出处。对于黏土土料，由于颗粒之间存在黏聚力，渗流不容易把土壤颗粒带走，因此较少发生管涌。

2.流土

在渗流作用下，非黏性土土体内的颗粒群同时发生移动的现象;或者黏性土土体发生隆起、断裂和浮动等现象，都称为流土。因为在渗流出口处往往渗透坡降最大，所以流土现象主要发生在黏性土及较均匀的非黏性土体的渗流出口处。

3.接触冲刷

4.接触流失

5.防止渗透变形的工程措施

防止岩(土)产生渗透变形的工程措施可概括为两大类：一类是改善岩土体的结构特性，提高其抵抗渗透变形的能力，使其由可能产生渗透变形的岩(土)体，变成为不易产生渗透破坏的岩(土)体;另一类是采取措施截断岩(土)体中的渗透水流或减小岩(土)体中渗透水流渗透比降，使其小于允许比降。

第一类措施通常只用在岩体中。

第二类处理措施中，最可靠的方法是在渗透土层中兴建防渗墙，截断土层中的渗透水流，降低渗透坡降，同时增加渗流出口处土体抵抗渗透变形的能力，从而消除产生渗透变形的前提条件。具体工程措施为：

(1)设置水平与垂直防渗体，增加渗径的长度，降低渗透坡降或截阻渗流。

(2)设置排水沟或减压井，以降低下游渗流口处的渗透压力，并且有计划地排除渗水。

(3)对有可能发生管涌的地段，应铺设反滤层，拦截可能被渗流带走的细小颗粒。

(4)对有可能产生流土的地段，则应增加渗流出口处的盖重。盖重与保护层之间也应铺设反滤层。

6.反滤层和过渡层

反滤层的作用是滤土排水，防止在水工建筑物渗流出口处发生渗透变形。

反滤层可以起过渡层的作用，而过渡层却不一定能满足反滤要求。

坝的反滤层必须符合下列要求：

(1)使被保护的土不发生渗透变形;

(2)渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流;

(3)不致被细粒土淤塞失效。

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