文档内容
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1.2.6 渗流分析
1.2 水利水电工程设计
1.2.1 水利水电工程等级划分及工程特征水位
1.2.2 水利水电工程合理使用年限及耐久性
1.2.3 水工建筑物结构受力状况及主要设计方法
1.2.4 水利水电工程建筑材料的应用
1.2.5 水力荷载
1.2.6 渗流分析
1.2.7 水流形态及消能方式
1.2.6 渗流分析
考情分析：
单选题：2009（1）、2013（1）、2014（1）、2017（1），2022（1B）、2024（1）；
多选题：2009（1）、2013（1）、2015（1），2020（1）、2022（1）、2023（1）；
案例题：2015（1）、2023（1）。
一、二建教材重复：10%。
教材内容：
1.土石坝的渗流分析
2.闸基的渗流分析
3.渗透系数
4.渗透变形
导入：
<李>解万岁：
达西（darcy）定理应用。[注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播]
1.土石坝的渗流分析
渗流分析内容包括：➊确定浸润线的位置；➋确定渗流流速与坡降；➌确定渗流量。（2013（1），2020（1），
2022（1）考点）
进行渗流分析的方法：Ⓐ水力学法、Ⓑ流网法。
Ⓐ水力学方法可以用来<近似确定>浸润线的位置、计算渗流量、平均流速和坡降。
Ⓑ流网法是一种<图解法>，渗流场内由<流线（流动的轨迹）>和<等势线（势能相等）>构成的网格称为流网。
例题：2022（1）-22.土石坝渗流分析的主要内容是确定（ ）。
A.渗透压力
B.渗透坡降
C.渗流量
D.浸润线位置
E.扬压力
答案：ABCD
解析：（本题也是，2013（1），2020（1）选择题）
教材P29，渗流分析主要内容有：确定渗透压力；确定渗透坡降（或流速）；确定渗流量。
教材P45，土石坝的渗流分析内容包括：①确定浸润线的位置；②确定渗流流速与坡降；③确定渗流量。
1.2.6 渗流分析
2.闸基的渗流分析
渗流分析内容，计算各点的➊渗透压力、➋渗透坡降、➌渗透流速、➍渗流量。（2015（1）考点）
进行渗流分析的近似方法有：①直线比例法（又称渗径系数法）、②直线展开法、③加权直线法、④柯斯拉独
立变数法、⑤巴甫洛夫斯基分段法、⑥丘加也夫阻力系数法、⑦改进阻力系数法、⑧流网法等。
例题：2015（1）-21.碾压混凝土坝渗流分析的主要内容包括（ ）。
A.确定渗透压力
B.确定渗透坡降
C.确定渗流流速
D.确定浸润线的位置
E.确定渗流量
答案：ABCE
解析：碾压混凝土坝渗流分析的内容，计算各点的①渗透压力、②渗透坡降、③渗透流速及④渗流量。
较为常用的方法有：①直线比例法、⑧流网法、⑦改进阻力系数法。
是工程中对堰闸底板所承受的扬压力作粗略估算的一种方法，其特点是计算简捷；但其
直线比例法 结果的<精度较低>，而且不能据此计算其他的水利要素，一般只在<工程规划>和<可研
阶段>使用。 （精度低）
是一种图解法，适用于任意边界条件，是在渗流区域内由流线和等势线组的具有曲线正
方形（或矩形）网格的图形（2020（1）考点）。只要按规定的原则绘制流网，一般可以
流网法
得到<较好>的计算精度。（精度高）
（翻译：<曲线正方形网格>或<矩形正方形网格>）
是在独立函数法、分段法和阻力系数法等方法的基础上发展起来的一种<精度较高>的近
改进阻力系数法
似计算方法，是我国目前广泛采用的一种计算方法。 （精度折中）
例题：2020（1）-3.流网的网格是由（ ）图形构成。
A.曲线正方形（或矩形）
B.曲线正方形（或圆形）
C.曲线三角形（或正方形、矩形）[注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播]
D.曲线六边形（或正方形、矩形）
答案：A
解析：流网法是一种图解法，适用于任意边界条件，是在渗流区域内由流线和等势线组的具有曲线正方形（或
矩形）网格的图形。只要按规定的原则绘制流网，一般可以得到<较好>的计算精度。
3.渗透系数
渗透系数是反映“土”的渗流特性的一个综合指标。
（问题：表示“混凝土”的渗透特性有什么指标表示）
QL
k
AH
式中：Q—实测的流量（m3/s）；
A—通过渗流的土样横断面面积（m2）；
L—通过渗流的土样高度（m）
（2009（1）考点）；
H—实测的水头损失（m）
例题：2009(1)-3.渗透系数k的计算公式为：k=QL/AH，式中L表示（ ）。
A.通过渗流的土样面积
B.通过渗流的土样高度
C.实测的水头损失
D.实验水压
答案：B
解析：k=QL/AH，Q—实测的流量（m3/s）；
A—通过渗流的土样横断面面积（m2）；
L—通过渗流的土样高度（m）；
H—实测的水头损失（m）。
岩土微课堂（前瞻性及相关性）：
《清华土力学习题第3版》在图示的试验中：
（1）已知土样两端水头差△h＝20cm，土样长度L＝30cm，求渗透力j。
（2）若土样的Gs＝2.72，e＝0.63，问是否会发生流土？
（3）求出使该土样发生流土时的临界水头差△h值。[注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播]
答案：
（1）水力坡降i＝20/30＝0.667，
则渗透力j＝10×0.667＝6.67kN/m³；
（2）临界水力坡降i ＝（Gs－1）÷（1＋e）＝（2.7－1）÷（1＋0.63）＝1.06＞ 0.667， 则不发生流土；
cr
（3）发生流土时，i＝i ＝1.06， 则△h＝1.06×30＝31.8cm。
cr
4.渗透变形
0.定义
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：➊管涌、➋流土、➌接触冲刷、➍接触流失<四种>基本形式（2023（1）考点）。
例题：2023（1）-22.渗流破坏的基本形式一般分为（ ）等。
A.管涌
B.流土
C.塌方
D.接触冲刷
E.接触流失
答案：ABDE
解析：
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：➊管涌、
➋流土、➌接触冲刷、➍接触流失<四种>基本形式。
1）管涌
<非黏>性土，（小颗粒）沿着粗（大颗粒间）的<孔隙通道>移动或被渗流带出。
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。
2）流土
①<非黏>性土，土体内的颗粒群<同时>发生移动的现象，称为流土。（2013（1）、2017（1）考点）
②<黏>性土土体发生隆起、断裂和浮动等现象，也称为流土。（2014（1）、2022（1B）、2024（1）考点），
流土主要发生在渗流<出口处>（此处渗透坡降大）。
非黏性土，小颗粒沿着粗大颗粒间的孔隙通道移动或被渗流带出。管涌一般发生在无黏性砂土、
1）管涌
砂砾土的下游坡面和地基渗流的逸出处。
非黏性土土体内的颗粒群同时发生移动的现象，
2）流土
或者黏性土土体发生隆起、断裂和浮动等现象，都称为流土。主要发生在渗流出口处（此处渗透[注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播]
坡降大）。
例题1：2013（1）-3.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称为（ ）。
A.流土
B.管涌
C.接触冲刷
D.接触流失
答案：A（本题也是2017（1）选择题）
解析：①非黏性土，土体内的颗粒群<同时>发生移动的现象，称为流土。
流土主要发生在渗流<出口处>（此处渗透坡降大）。
例题2：2014（1）-7.由于基坑降水中断，黏性土地基发生土体隆起的形式属于（ ）。
A.流土
B.管涌
C.接触冲刷
D.接触流失
答案：A（本题也是2022（1）、2024（1）选择题）
解析：②黏性土土体发生隆起、断裂和浮动等现象，也称为流土。
流土主要发生在渗流<出口处>（此处渗透坡降大）。
3）接触冲刷
当渗流沿着两种<渗透系数不同>的土层接触面或建筑物与地基的<接触面>流动时，在接触面处的土壤颗粒被
冲动而产生的冲刷现象称为接触冲刷。（横冲直撞）（模拟题）
4）接触流失
在层次分明、渗透系数相差悬殊的两层土中，当渗流<垂直>于层面时，将渗透系数小的一层中的细颗粒带到
渗透系数大的一层中的现象称为接触流失。（小穿大）（模拟题）
5）防止渗透变形的工程措施（2009（1）考点）
两大类措施：（实际是三大类）
第一类措施：是改善岩土体的结构特性（解决内部不渗）；
第二类措施：是截断岩（土）体中的渗透水流或减小岩（土）体中渗透水流渗透比降（解决不受外部渗透影
响）。
第三类措施：既然渗流是不可避免的，发生后，第一时间把水排走。[注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播]
第一类措施通常只用在岩体中。可采用水泥灌浆、化学灌浆、混凝土防渗墙、局部置换等方法。
第二类处理措施中，在渗透土层中兴建防渗墙
（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。
第三类处理措施，
（2）设置排水沟或减压井，降低渗透压力，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）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。
例题：2009（1）-25.防止土石坝产生渗透变形的工程措施有（ ）等。
A.设置水平与垂直防渗体
B.设置上游堆石戗堤
C.设置排水沟或减压井
D.在有可能发生管涌的地段铺设反滤层
E.在有可能产生流土的地段增加渗流出口处的盖重
答案：ACDE
解析：见上方知识点。
6）反滤层和过渡层
➊反滤层要求
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。（类似纱布）[注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播]
➊反滤层要求
对反滤层的要求是：（类似纱布）
（1）相邻两层间，颗粒较小的一层的土体颗粒不能<穿过>较粗的一层土体颗粒的孔隙；
（2）各层内的土体颗粒不能发生<移动>，相对要稳定；
（3）被保护土壤的颗粒不能够<穿过>反滤层；
（4）反滤层不能够被<淤塞>而失效；
（5）耐久、稳定，在使用期间不会随着时间的推移和环境的影响而发生性质的<变化>。
➋过渡层要求
过渡层（类似海绵）的作用是避免在刚度相差较大的两种土料之间产生急剧变化的变形和应力。
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。[注：天一文化专有版权，未经许可不可转发或复印传播]
➌坝的反滤层（重复）
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。
小结：（一<页>看尽长安花）
1.土石坝的渗流分析【➊13苡、20苡、20流网、22苡】
2.闸基的渗流分析【➊15砼】
3.渗透系数【➊09字母含义】
4.渗透变形（Ⅰ类型）【➊13流土、14流土、17流土、22B流土、23大分类、24流土】
4.渗透变形（Ⅱ措施）【➊09】
5.反滤层机理、结构识别、要求【案例】【➊15苡图、23苡图、➋17苡图、24B苡图、24B管涌】
