渗流对水闸的影响及渗流的计算

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渗流对水闸的影响及渗流的计算

水闸是利用闸门挡水和泄水的中低水头水工建筑物,一般修建于河道、水库、湖泊、河道、渠

系.进行水闸设计是加入渗流的计算,主要是为了计算水闸范围内的水头的分布、确定渗流量、

渗流作用于水闸上的力、渗流速度分布及其引起的水闸结构变形.

1 渗流对水闸的影响

自二战之后,在世界范围内战争对世界各方面的影响逐渐散去,发展经济成为世界各国的发展主

题.在全球经济快速发展的过程中,世界级的大型水坝一座座"拔地而起",为各国经济的发展贡献

着自己巨大的力量.于此同时,分布在世界各水域的中小型水坝更是如雨后春笋,在各水域发挥着

重要作用.而在水坝之中,水闸是其中一个非常关键的组成部分.中国有着悠久的建造水闸的历史,

早在春秋时期就有建造水闸的历史记载; 伴随着新中国的成立,我国水闸的建设也是日新月异,建

设经验也日渐丰富.水闸按作用可以分为: 进水闸、分洪闸、挡潮闸、节制闸、冲沙闸、排水闸

等等; 按结构可以分为: 涵洞式、开敞式和胸墙式.水闸对调节大坝水流量起着关键作用,而渗流

对水闸对大坝结构的稳定性有着至关重要的作用.水闸存在着因渗流作用导致不能正常工作的风

险,其后果将十分严重,直接影响水闸的挡水和泄洪.尤其是新型水闸,其技术并不完备,对于渗流方

面的研究应更加关注.

2 闸基稳定性中渗流的作用

2. 1 渗流对闸基影响的原因

自二战之后,世界范围内在各大水系建起了数万座大坝,然而失事的大坝也不在少数,其中一些就

是由大坝的部分建筑事故导致的,特别是水闸的事故对大坝的打击尤为严重.水闸事故的原因主

要有两个:

1、水闸不均匀沉降; 2、沉降差过大.这两个原因可直接影响水闸的正常运行,影响水闸挡水、泄

洪功能.尤其是在洪汛期,上游区域水位偏高,水体对闸门正面荷载过大,水体对闸基扬压力过大,使

闸门超过最大负荷,发生事故.在这一过程中就存在渗流作用对闸门的影响: 因为渗流的渗透力作

用方向与重力反向,使得颗粒之间相互压力下降,从而产生对闸门的扬压力,导致水闸结构不稳定,

从而造成水闸事故.闸基渗流的主要危害有: 1、由于沿水闸的渗流对水闸产生扬压力,减轻了水

闸有效质量,导致水闸抗滑稳定的下降,沿两岸方向的渗流对翼墙产生水平推力; 2、渗透力或许

导致土的渗透变形; 3、渗漏有可能导致大量的水量流失; 4、渗流作用可能加快溶解坝体中可溶

解的物质.

2. 2 闸基不均匀沉降中渗流的作用

大坝的地基浸水,一部分原因就是水的渗流作用.渗流作用可导致大坝地基产生湿陷,尤其是雨季

随着泄洪量的增大,上游水位增高,随之产生的渗流场将会对大坝地基产生不利影响.渗流作用产

生的扬压力减轻了水闸有效质量,导致水闸抗滑稳定的下降.于此同时,渗流作用产生的扬压力也

改变了坝体的应力分布.因为水闸的闸基、水闸上游和下游地基使用的建筑材料有差异,建筑材

料的差异使得其形变模量及弹性模量等物理属性相应存在不同,所以会产生沉降差; 即使相同建

筑结构,不同部位产生的渗流量不同,也会使大坝不均匀沉降.渗流计算的目的: 1、渗透稳定分析;

2、坝坡稳定计算; 3、估算渗漏损失.

采取以下措施可尽量避免大坝不均匀沉降: 1、闸室结构在设计中避免过重,以降低对闸底的压

力; 2、优先施工大重量建筑,大重量建筑施工完毕后,等其自然沉降一段时间,再施工小重量建筑;

3、合理设置闸室位置,尽量使临近结构重量一致.

2. 3 闸室的抗滑稳定性

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渗流对水闸的影响及渗流的计算水闸是利用闸门挡水和泄水的中低水头水工建筑物,一般修建于河道、水库、湖泊、河道、渠系.进行水闸设计是加入渗流的计算,主要是为了计算水闸范围内的水头的分布、确定渗流量、渗流作用于水闸上的力、渗流速度分布及其引起的水闸结构变形.1渗流对水闸的影响自二战之后,在世界范围内战争对世界各方面的影响逐渐散去,发展经济成为世界各国的发展主题.在全球经济快速发展的过程中,世界级的大型水坝一座座"拔地而起",为各国经济的发展贡献着自己巨大的力量.于此同时,分布在世界各水域的中小型水坝更是如雨后春笋,在各水域发挥着重要作用.而在水坝之中,水闸是其中一个非常关键的组成部分.中国有着悠久的...

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