（一）均质坝基渗流计算

1.透水层厚度不大时坝下渗流计算

若坝底为平面（无板桩、帷幕及齿墙）及T≤L，如图7-8所示。卡门斯基等人认为，在如图7-8所示条件下，渗流途径总长等于坝宽与透水层厚度之和。其坝下渗流量计算公式为：

地下水动力学

式中：L=2b，为坝宽度，即坝下渗流长度；T为透水层厚度；H为坝上、下游水头差，即H=H₁-H₂；B为渗流宽度（坝长）。

图7-8 含水层厚度不大时确定坝基引用流量图解

（据斯卡巴拉诺维奇，1964）

2.透水层厚度无限时坝下渗流（图7-9）计算

采用巴甫洛夫公式：

Q=KBHq_r （7-47）

式中：q_r为引用流量，即其数值等于K=1，H=1时的单宽流量；B为渗流宽度；H为坝上、下游的水头差。

当坝底为平面透水层厚度无限时，引用流量为：

地下水动力学

式中：y为计算时采用的透水层厚度；b为坝的宽度之半。

图7-9 隔水层埋藏很深时水坝下渗漏量

图7-10 坝下透水层厚度无限时引用流

3.透水层厚度有限时引用流量（q_r）计算

可用图解法求。图7-10的竖轴表示引用流量，横轴表示

比值的变化，b为坝宽之半，z为不透水层在坝下的埋藏深度。

例题：某坝基细粒砂层，其渗透系数K=3.6m/d，隔水层的埋藏深度为81m，坝长150m。其他资料见图7-11。求透水层厚度为无限时，其坝下渗漏量是多少？

根据题意可用式（7-47）求解，当

时，利用式（7-48）或由图7-10查的引用流量q_r为0.664。带入式（7-47）则得：

Q=KBH q_r=150×3.6×5×0.664=1790m³/d。

图7-11 经过均质无限厚透水层坝下渗漏图

（二）层状坝基渗流量计算

假定坝底轮廓为水平面，我们仅讨论常见的3种基本类型渗流量计算。

1.具有二元结构的坝基

如图7-12所示。当两透水层的渗透系数的差别大于一个数量级时，则流线穿过界面将发生折射。这样可认为：这时在弱透水层（K₁）中渗流作垂直运动，而在强透水层（K₂）中地下水作水平运动。卡明斯基提出坝下渗流量计算公式为：

地下水动力学

式中：t为上部含水层厚度；K₁为上部含水层渗透系数；h为下部含水层厚度；K₂为下部含水层渗透系数；其他符号同前。

坝下游靠边坡处含水层的平均水力坡度计算公式为：

地下水动力学

由上式看出：当弱透水层的厚度或渗透系数减小时，水力坡度值增大。当达到临界（破坏）水力坡度时，在渗透压的作用下上层将失去平衡，土体会突起、浮动或被下部承压水冲溃。

图7-12 经过非均质坝基的坝下渗漏

图7-13 多层坝基渗漏

2.水平多层坝基

如图7-13所示。这时渗流量的计算采用下式：

Q=BK_cpHq_r （7-51）

式中：

，K′_m为地下水垂直层面渗流时的平均渗透系数，K_m为地下水平行层面渗流时的平均渗透系数；

地下水动力学

地下水动力学

例题：如图7-13所示。坝基由渗透系数为20m/d的中砂层组成，砂层中加细粒泥质砂层，细粒砂层的渗透系数为1.5m/d。中粒砂层的厚度累计为407m，细粒砂层的累计厚度为1.5m，用厚度加权法求出水平的（即最大）和垂直的（即最小）渗透系数，分别为21.3m/d和2.9m/d。按公式求出平均渗透系数，即最大与最小值相乘再开方，其平均渗透系数值为7.6m/d。用式（7-51）计算单宽流量为：

。

3.倾斜多层坝基

在这种条件下渗流量的计算，仍采用式（7-42），但是渗流长度应按下式修改：

地下水动力学

式中：a为岩层倾角；K′_m为地下水垂直层面渗流时的平均渗透系数；K_m为地下水平行层

面渗流时的平均渗透系数。

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文章来源：天狐定制

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