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复合土工膜对稳定渗流场都符合要求

文章出处:xinyu8 人气:发表时间:2017-09-19 11:14

    渗流计算是在已知定解条件下求解渗流基本方程,以求得渗流场水头分布和渗流量等渗流要素。目前,求解渗流问题的方法主要有四种,简述如下:
    公式法即结合具体边界条件和初始条件求解渗流的微分方程组,所得结果为流速和压强(或水头)的具体函数式。由于很多情况渗流条件较复杂,公式法在应用上受到一定条件的限制。
    土坝渗流公式法又可分为流体力学解法和水力学解法两类。流体力学解法是在己知边界条件情况下,通过解拉普拉斯方程得到解析解(即精确解),但严格地求解解析解通常非常困难,现在可解的渗流问题非常有限,仅对极少数简一单情况可有效,如将空I aJ渗流问题简化为平面问题,然后采用复变函数理论中的保角映照法求解。水力学解法是利,近似计算方一法,需基于渗流场作某些假定和简化,如达西定律和布依}I定;或若对渗流场的局部段引用流体力学解及试验解的某些成果,求得渗流问题的解答。水力学解法仅能得到渗流截面上平均的渗流要素,但因其具有计算简便、能适应各种复杂边界条件等优点,从精度来v卜水力学解法也基本能满足工程需要,所以复合土工膜在实际工程设计中应用较为广泛。
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  数值解法一于边界条件和初始条件的复杂性,许多渗流问题往往无法应用公式法求解。随着数值cl}算力一法的发展和电子计算机的普及,数值解法为渗流计算提供了有效的算方法。渗流数值解法比较常用的有有限差分法和有限元法。由于数值解法要做大量的计算工作,为了求解,必须利用计算机进行计算才‘能完成。数值解法适用范围很厂,基本不受渗流场的几何形状和边界条件的限制;且渗流区土壤可以是均质的也llJ-以是」卜均质的,可以是各向同性的也可以是各向异性的。有限元数值模拟法也是目前大量采用的渗流计算方法之一。
图解法在层流条件下,各均质向同性土壤中的渗流场为有势场,在有势场中,流线与等势面是正交的。根据此原理,可采用绘制渗流流网办法来求解渗流问题,利用流网可求得渗流速度、渗流量及渗流压强等。此法一般只适用于稳定渗流场。
角牟法·般通过手工绘制,故适于地层不太复杂的平面渗流情况。在应用时需处理好不同土层间的流网过渡,在有自由边界(如坝体浸润线)时需配合公式法
求解,对均质各向异性土壤可通过坐标变换绘制。
   模型试验法是按一定比例把渗流场缩制成模型,对模型加以观测,然后推算出实际流场。所用模型基本上分为两类:一类是用土壤岩石按渗流区形状缩制而成的实体模型,在其中发生的仍为渗流,只不是规模大大缩小了而已;另一类模型中发生的并非渗流,而是和渗流满足同样数学关系的其它物理过程,这是一种比拟模型,通常有电比拟、热比拟、薄膜比拟等,常用的模型有粘滞流模型(9和电阳‘网模型等。通过对比拟模型中物理量的测定,根据模型物理过程与渗流的类比关系即得相应的渗流要索。
渗流与电流对比与应用流场是有势场,在稳定渗流场亦为有势场时,渗流各物理量及其函数关系与电流各物理量及其函数关系式有着对应的相似,如水在多孔介质中服从达西定律和电流在导电介质中服从欧姆定律相似,其物理场可用同一形式的数学方程来描述,,对稳定渗流场都符合拉普拉斯方程式。因此,如果使电流场与渗流场保持几何
相似和边界条件相似,就可以通过测量电流的物理量来比拟对应的渗流的物理量。红电模拟试验就是基于这种相似原理进行渗流分析的。由于我们在中学时期对电流方而的知识已了i较深的理解,电流与渗流的物理过程又具有相似的数学关系,如果应用这种对比关系,可以帮助我们加深对渗流的理解和初步分析。    它仅与流段的几何形状及流段的渗流性质(即渗透系数k)有关。用渗流阻抗概念
分析和理解渗流场是很方便的,而且可以应用电流场中并连与串连的概念对渗流流网进行初步分析。例如复合土工膜在解决具有复杂地下轮廓线的闸坝地基渗流问题时,丘加也犬曾根据巴甫洛夫斯基分段法的精神和努麦罗夫渐近法对急变区计算的理论提出了
阻力系数法,后又经许多专家改进此法,最著名的是毛lx熙所出的改进阻力系数法。其基本原理是把闸坝基的渗流区域按等水头线的划分面几个典型流段。根据渗流连续性的原理,流经各流段的流量相等,各段水头损失与各段的阻力系数成正比;各段水头损失之和等于上下游的水位差(相当于电流中的串连),它只适于均质场。www.fuhetugongmojiage.com
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