20.5 数据处理和成果分析

20.5 数据处理和成果分析

图示

1.实验数据测量和计算

心墙坝渗流模拟实验数据测量和计算见表20.1。

表20.1 心墙坝渗流模拟实验数据测量与计算

图示

注 模型换算成原型的方法与第19章的方法相同。

2.成果分析

(1)按分段法进行成果分析。

1)由式(20.1)计算心墙坝的平均厚度δ。

2)由第19章的式(19.7)计算ΔL。

3)根据实测的下游水深H2、逸出点高度a0和下游坝坡系数m2,由式(20.5)计算q/k。

4)根据实测的单宽渗流量q,由式(20.5)计算均质坝体的渗透系数k。

5)将q/k、H2、a0、m2和平均心墙坝厚度下游面距下游坝脚的距离L2代入式(20.17)计算平均心墙厚度下游面的浸润线高度h2

6)根据上游水深H1、q/k和ΔL代入式(20.15)计算平均心墙厚度上游面的浸润线h1

7)根据计算的h1、h2、ΔL、图示和实测的单宽渗流量q,由式(20.16)计算心墙的渗透系数k0

8)浸润线仍由式(20.8)计算。对于心墙上游的均质坝体,将渗透系数k代入式(20.8)直接计算浸润线;对于心墙部分,因为心墙上游面的水深h1、下游面的水深h2已知,用曲线连接两点即可;对于心墙下游的均质坝体,在计算浸润线时,式(20.8)中的H1用h2代替。

9)将计算得到的h1和h2与实测的h1和h2比较,分析其实验误差。

10)也可以根据实测的单宽渗流量q、H1、H2、h1、h2图示,由式(20.16)和式(20.17)或式(20.15)分别计算k0和k。

11)根据第19章的模型律换算渗流量、渗透系数、心墙坝的上下游水深和坝体的浸润线高度。(https://www.daowen.com)

12)由求得的均质坝体的渗透系数k、心墙的渗透系数k0、心墙的平均厚度图示由式(20.2)计算心墙的当量厚度δ'。

(2)按折换法进行成果分析。

1)根据实测的流量Q,用流量除以渗流水槽宽度B,得坝体的单宽渗流量q。

2)根据已知的上游水面处的心墙厚度δ1,底部厚度δ2,由式(20.1)计算心墙的平均厚度图示

3)根据已知的上游水深H1,用第19章的式(19.7)计算等效矩形体的宽度ΔL。

4)根据实测的上游水深H1、下游水深H2、单宽渗流量q、逸出点高度a0和下游坝坡m2,由式(20.4)和式(20.5)反求L'。

5)计算上游入渗点A距下游坝脚D的距离L。

6)由L用式(20.6)求换算后的均质土坝的坝顶宽度b'。

7)由式(20.3)求心墙的当量厚度δ'。

8)将求得的L'和实测的上游水深H1、下游水深H2、单宽渗流量q、逸出点高度a0代入式(20.4)求均质土坝的渗透系数k。

9)由求得的均质土坝的渗透系数k、心墙的平均厚度图示和心墙的当量厚度δ'求心墙的渗透系数k0=(k图示)/δ'。

10)用式(20.9)~式(20.11)计算xF、xG和xC,用式(20.12)~式(20.14)计算zF、zG和zC几个特征点的坐标。

11)用式(20.8)计算浸润线,并将计算的浸润线与实测的浸润线在方格纸上或计算机中绘出,对结果进行分析。

12)计算完成后,应按原来的比例将心墙部分浸润线的水平距离缩小,即得放大前心墙和坝体的浸润线。

(3)坝体下游设排水设备时的成果分析。

1)用分段法计算,可以根据实测的h2和已知的L2,对于坝的下游有水的情况,由式(20.19)计算h01

2)将计算得到的h01和实测的q代入式(20.18)计算均质坝体的渗透系数k。

3)根据实测的h1、h2和q以及计算的图示,代入式(20.16)求心墙的渗透系数k0