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《不透水地基上均质土坝渗流自由面的有限元计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷增刊岩土力学Vol.28Supp.2007年10月RockandSoilMechanicsOct.2007文章编号：1000－7598－（2007）增刊－0375－04不透水地基上均质土坝渗流自由面的有限元计算1，21，2牛文杰，叶为民（1.同济大学地下建筑与工程系，上海200092；2.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092）摘要：为了保证土坝安全，水利工程中需要对土坝进行渗流计算，首先需要确定自由面。根据达西定律和渗流连续方程，以及水头和流量边界条件，建立了不透水地基上的均质土坝渗流的计算模型。利用Ge
2、oslope软件，采用有限元离散的方法计算了土坝的渗流自由面，并分析了土坝在不同的渗透系数情况下的自由面位置的差异。最后，解析解计算的自由面结果验证了有限元计算自由面方法是正确的。关键词：不透水地基上的均质堤坝；浸润面；分段法；二维有限元法中图分类号：TV223.4；O242.21文献标识码：AThefiniteelementmethodforthefreesurfaceoftheseepageinhomogeneousearthdamonimperviousnessgroundwork1,21,2NIUWen-jie,YEWei-
3、min(1.DepartmentofGeotechnicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringofMinistryofEducation,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Inordertokeepthesafetyoftheearthdam,theseepagecharactersoftheearth
4、damshouldbeanalyzedinthehydraulicengineeringandthefreesurfaceshouldbedeterminedfirstly.AccordingtoDarcy’slaw,seepageconstitutiveequations,waterheadandfluxboundarycondition,amodelisestablishedfortheseepageintheinhomogeneousearthdamonimperviousnessgroundwork.BytheGeoslop
5、esoftware,thefreesurfaceoftheearthdamiscalculatedusingthefiniteelementmethod,andthechangeofthefreesurfaceisanalyzedwhenthepermeabilityoftheearthdamischanging.Atlast,thenumericalsimulationofthefreesurfaceisverifiedbyananalyticalsolution.Keywords:homogeneousearthdamonimp
6、erviousnessgroundwork;freesurface;dividingsegmentsmethod;twodimensionalfiniteelementmethod定渗流问题，与库水的下降速度、滑体的渗透系数1引言等因素有关，正确的方法是考虑这些因素来确定浸具有自由面的渗流问题是水利工程中经常遇到润线，然后依据浸润线确定渗透力来进行稳定性分[3]的水力学问题，是国内外渗流工作者研究的重点之析。土石坝、电厂储灰坝及矿山尾矿坝内的渗流[1]一。均质各向同性介质中的二维渗流问题在工程对坝体稳定至关重要。排渗、防渗设施的设计
7、及坝实际中经常遇到，例如土坝、河堤的渗流问题、电体稳定性分析一般都需要确定渗流的自由面（浸润[4]厂贮灰场及灰坝的渗流问题、沿海地区地下盐水入面）。通过对国内外水利枢纽建筑物的失事分析，侵的问题、水利工程中的集水、排水、防渗问题以发现由于渗流原因而失事非常多，造成的损失也越及石油开采、农业等部门中常常遇到的井及井群的来越大。渗流分析是水工建筑物以及其他蓄水、排[2][5]取水、采油问题等，无压地下水的渗流问题。长水工程设计的重要组成部分。土坝是水利工程中江三峡工程库区两岸存在着许多滑坡体，这些滑坡应用最广的建筑物之一。据国外土坝失事
8、的140例体在水库水位变化时可能复活，库水的下降属不稳统计分析，其中45%是由于渗流问题引起的，可见收稿日期：2007-03-22作者简介：牛文杰，男，1982年生，博士研究生，主要从事岩土工程方面的研究。E-mail:tjengin
