谢邀。
这个问题真要回答的话,真的需要厚厚的一本书来说明,并且需要穷其一生来研究这个问题。工程学不同于基础科学,需要大量的实践去探索。
恰好刚刚做完了十几个小(2)型水库的安全鉴定报告,我负责的部分恰好是与地质条件息息相关的渗流及稳定复核。简单说下,抛砖引玉。
就我们设计工作(非科研)来说,我们关心的问题其实就是两个:渗流和稳定。渗流是水力学问题,稳定是土力学问题。
(一)渗流问题
所谓渗流,是指流体在空隙介质中的流动成为渗流。对于水库来说,就是水库的水在坝体、坝基、库区的渗流问题。水库的一个重要功能是兴利,也就是说能蓄水。如果坝体、坝基、库区土体的渗透系数过大,则水库渗漏量大,影响水库的兴利。此外,渗流会引发渗流稳定问题,影响大坝安全,这些渗流问题有流土、管涌、接触冲刷、接触流失四种。这些渗流安全问题与土体的空隙率、渗透系数、比重等参数有关。
大家喜闻乐见的,举个栗子:这个水库的大坝为均质坝,填筑质量一般,渗透系数尚可,但地质真的是不乐观,是灰岩。什么是灰岩?喀斯特听说过没?溶洞总听说过吧,对,就是这货。这种地质条件非常典型,渗透系数很大。大家来看看等势线长什么样。
好吧,我知道你们都看不懂,给你们个能看懂的。
这样就很明显了,坝体有阴影,坝基黑乎乎的一片,没错,全从坝体这几层灰岩渗走了。给个放大图给你们感受下。
兴利水位单宽渗漏量是6.7立方米每天,渗漏量挺大的。这只是坝基的渗漏,库区则更加严重。仔细分析,坝基处上部还有一层壤土,起到了延长渗径的作用,而库区则是风化灰岩出露,支离破碎,库区渗漏比坝基还要厉害数倍。
下面再举个栗子,基本不漏的。虽然看起来挺唬人的,水都从坝体漏走了,其实渗漏量只有上面那货的1%。这个水库的坝体的地质和上面那货差不多,但坝基是页岩,基本不漏。
上面也说了,渗漏只是影响兴利,但不一定影响渗流安全。还是这两个例子,经计算都不会发生流土破坏。具体的判别就不说了,这又是一个专题。需要说明的是,发生渗流破坏是非常严重的情况,一定要采取工程措施。
那么问题来了,如果第一个水库渗漏量这么大,采取什么工程措施呢?一般来说坝基漏就对坝基进行帷幕灌浆,坝体漏就用混凝土防渗墙、垂直铺塑、迎水面土工膜防渗,下游设排水体。如果发生渗流破坏,下游设反滤及排水体。也不多说了,又是穷其一生。。。。。
(二)稳定问题。
水库的稳定问题和渗流是相辅相成的,和公路、铁路行业还不太一样。对这个问题我们当然最喜欢岩石边坡了,有个毛的稳定问题!对于土基,土木工程师表示要哭了有木有!光是计算模型就有:瑞典圆弧法、简化毕肖普法、摩根斯顿普莱斯法。而计算方法又分为有效应力法和总应力法。不同的工况(对,一般来说是7种工况)还要不同的土力学实验得出的C、φ值。。。。。
言归正传,虽然计算比较复杂,但就我所接触到的黏土、壤土来说,坡比在1:2以下基本上都没啥问题,但如果遇到红粘土、膨胀土之类的可就真要小心了。因为稳定计算没有好看的图片就不给你们发图了。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳感谢楼主分享!收藏后学习
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