27.2.1　改进的阻力系数法的理论基础

27.2.1　改进的阻力系数法的理论基础

下面以图27.2简单的矩形断面分析改进的阻力系数法的计算公式。

图27.2为一简单的矩形断面的有压渗流区，设渗流段的水平长度为L，地基深度为T，两断面之间的测压管水头差为h，根据达西定律，通过该渗流区的单宽渗流量为

图27.2　矩形断面渗流分析图

式中：q为单宽渗流量；k为渗透系数；h为渗流区的上游和下游的测压管水头差，也即水头损失；L为渗流段的水平长度；J=h/L为渗流区的水力坡降。

对式（27.1）变形为

(https://www.daowen.com)

令ξ=L/T，则得

式中：ξ为阻力系数。

式（27.3）中，ξ仅与渗流区的几何形状有关，是边界条件的函数。对于比较复杂的地下轮廓，须把整个渗流区大致按等势线位置分成几个典型的渗流段，每个典型渗流段都可利用理论解法或实验法求得阻力系数ξ，对每一渗流段，渗流水头损失的计算式（27.3）可以写成

总水头损失为

式（27.4）和式（27.5）即为阻力系数法的理论公式。由式（27.4）可以看出，要求得各分段的水头损失，就要知道各分段的阻力系数ξi、渗流的单宽流量q和渗透系数k。