水閘滲透計(jì)算.doc

【例4-1】 某水閘地下輪廓布置及尺寸如圖4-28所示?；炷龄伾w長(zhǎng)10.50m，底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)10.50m，板樁入土深度4.4m。閘前設(shè)計(jì)洪水位104.75m，閘底板堰頂高程100.00m。閘基土質(zhì)在高程100.0090.50m之間為砂壤土，滲透系數(shù)K砂=2.410-4cm/s，可視為透水層，90.50m以下為粘壤土不透水層。試用滲徑系數(shù)法驗(yàn)算其防滲長(zhǎng)度，并用直線比例法計(jì)算閘底板底面所受的滲透壓力。（一）驗(yàn)算地下輪廓不透水部分的總長(zhǎng)度（即防滲長(zhǎng)度）。上游設(shè)計(jì)洪水位104.75m，關(guān)門擋水，下游水位按100.00m考慮，排水設(shè)施工作正常。根據(jù)表4-2，可知砂壤土的滲徑系數(shù)，作用水頭為 故最小防滲長(zhǎng)度為地下輪廓不透水部分的實(shí)際長(zhǎng)度為 圖4-28 地下輪廓布置圖及滲壓水頭分布圖（單位：m）（二）采用直線比例法進(jìn)行滲透壓力計(jì)算1. 將地下輪廓不透水部分的總長(zhǎng)度展開，并按一定的比例畫成一條線，將各角隅點(diǎn) 1、2、3 、17 依次按實(shí)際間距標(biāo)于線上。2. 在此直線的起點(diǎn)作一長(zhǎng)度為作用水頭 4.75m 的垂線 1-1, 并用直線連接垂線的頂點(diǎn) 1與水平線的終點(diǎn)17 。117 即為滲流平均坡降線。3. 在各點(diǎn)作水平線的垂線與平均坡降線相交，即得各點(diǎn)的滲透壓力水頭值。準(zhǔn)確的滲壓水頭值可用比例公式計(jì)算求得。4. 將1、2、3、17 各點(diǎn)的滲壓水頭值垂直地畫在地下輪廓不透水部分的水平投影上，用直線連接各水頭線的頂點(diǎn)，即可求出鋪蓋和底板的滲壓水頭分布圖 圖 4-28 (c) ?！纠?-2】 用改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算例4-1中各滲流要素。（一）阻力系數(shù)的計(jì)算1.有效深度的確定 由于，故，按式（4-19）計(jì)算 故按實(shí)際透水層深度進(jìn)行計(jì)算。2.簡(jiǎn)化地下輪廓 將地下輪廓?jiǎng)澐殖墒畟€(gè)段，如圖4-29（a）所示。3.計(jì)算阻力系數(shù) 圖4-29（b）（1）進(jìn)口段：將齒墻簡(jiǎn)化為短板樁，板樁入土深度為0.5m，鋪蓋厚度為0.4m，故，。按表（4-3）計(jì)算進(jìn)口段阻力系數(shù)為 （2）齒墻水平段：，按表（4-3）計(jì)算齒墻水平段阻力系數(shù)為 （3）齒墻垂直段：，。按表（4-3）計(jì)算齒墻垂直段的阻力系數(shù)為 （4）鋪蓋水平段：，按表（4-3）計(jì)算鋪蓋水平段阻力系數(shù)為 （5）板樁垂直段：，根據(jù)表（4-3），板樁垂直段阻力系數(shù)為 （6）板樁垂直段：，根據(jù)表（4-3），板樁垂直段阻力系數(shù)為 （7）底板水平段：，故底板水平段阻力系數(shù)為 （8）齒墻垂直段：，根據(jù)表（4-3），則齒墻垂直段的阻力系數(shù)為 （9）齒墻水平段：，按表（4-3）計(jì)算齒墻水平段阻力系數(shù)為 （10）出口段：出口段中，按表（4-3）計(jì)算其阻力系數(shù)為 （二）滲透壓力計(jì)算1.求各分段的滲壓水頭損失值根據(jù)式（4-18） ，其中，且（1）進(jìn)口段 （2）齒墻水平段 （3）齒墻垂直段 （4）鋪蓋水平段 （5）板樁垂直段 （6）板樁垂直段 （7）底板水平段 （8）齒墻垂直段 （9）齒墻水平段 （10）出口段 2. 進(jìn)出口水頭損失值的修正（1）進(jìn)口處按式（4-20）計(jì)算修正系數(shù)為，應(yīng)予修正。進(jìn)口段水頭損失應(yīng)修正為 進(jìn)口段水頭損失減小值為 故應(yīng)按式（4-25）、式（4-26）修正各段的水頭損失值為 （2）出口處亦按式（4-20）計(jì)算修正系數(shù)為出口段水頭損失應(yīng)修正為 圖 4-29 改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算圖 （單位：m）（a）滲流場(chǎng)分段圖；（b）阻力系數(shù)計(jì)算圖；（c）滲壓水頭分布圖故應(yīng)按式（4-25）、式（4-26）修正各段的水頭損失值為 驗(yàn)算 計(jì)算無誤。3.計(jì)算各角隅點(diǎn)的滲壓水頭 由上游進(jìn)口段開始，逐次向下游從作用水頭值相繼減去各分段水頭損失值（也可由下游出口段從零開始向上游逐段累加各分段水頭損失值），即可求得各角隅點(diǎn)的滲壓水頭值 4.繪制滲壓水頭分布圖根據(jù)以上算得的滲壓水頭值，并認(rèn)為沿水平段的水頭損失呈線性變化，即可繪出如圖4-29 ( c ) 所示的滲壓水頭分