渗流(浸润线)位置

Seepage Phreatic Line Position

Estimate the phreatic line position and seepage exit point of an earth dam from dam parameters and permeability coefficient, for stability and seepage-control design.

📐 计算公式
均质坝 Dupuit 渗流(本页代码口径):单宽渗流量 q=K×H²÷(2×L)(m³/(d·m),H 坝前水深 m、L 渗径长度/坝底宽 m、K 渗透系数 m/d),换算 L/(s·m)=q×1000÷86400;浸润线 y(x)=H×√(1−x÷L),输出 x=0.25L、0.5L、0.75L、L 四点高度;平均渗透坡降 i=H÷L。校验:H、L、K 三项必填且均须大于 0(L 为分母),否则提示并中止。判据:i≤0.1 一般安全;0.1<i≤0.25 需反滤排水措施;i>0.25 管涌流土风险高,须防渗与反滤专项校核(粘性土临界坡降约 0.5–1.0,仅供初判)。

杜平公式把均质土坝渗流简化为抛物线:由坝前水深与坝底宽度求单宽渗流量 q,再按 y = √(2qx/k) 给出坝宽中点(x = L/2)处浸润线高度 y = H/√2,并以平均渗透坡降 i = H/L 判断逸出点是否危险。

💡 q = k·H²/(2L),k 取 1 m/d;浸润线 y = √(2qx/k),中点 x = L/2 处 y = H/√2;平均渗透坡降 i = H/L。

Formula & Standard References

Item Formula / Note Source / Standard
Phreatic line (dupuit) y² = y0² + 2·k·(x − x0)/q (Dupuit assumption) Soil Mechanics (Terzaghi); SL 274
Exit gradient i_exit = Δh / L (Kozeny empirical) SL 274; Hydraulics
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📚 深度解析:土坝渗流浸润线位置

💡 常见使用场景

算例:坝前水深 8 m、坝底宽度 40 m(k = 1 m/d)
单宽渗流量 q = 1 × 8² ÷ (2 × 40) = 0.8000 m³/(d·m)(合 0.0093 L/(s·m));坝宽中点(x = L/2)浸润线高度 y = √(H²/2) = 5.657 m;平均渗透坡降 i = 8 ÷ 40 = 0.2000。

❓ 常见问题(FAQ)

杜平公式的前提条件是什么?
均质坝体、下游无水、不透水地基,并把渗流简化为抛物线。设有排水棱体、斜墙或心墙的坝需改用分段法或流网法计算。
坝宽中点的浸润线为什么是 H/√2?
由 q = kH²/(2L) 代入 y = √(2qx/k),当 x = L/2 时 y = √(qL/k) = √(H²/2) = H/√2,与坝前水深成正比。
k 取 1 m/d 合理吗?
这是便于换算的参考值。黏土 0.001–0.01 m/d、粉质土 0.01–0.5 m/d、砂土 1–100 m/d,实际应按勘察报告提供的渗透系数替换。
平均渗透坡降有什么用途?
i = H/L 是坝体渗流的总体趋势指标;当局部坡降超过临界坡降(一般 0.8–1.0)时可能发生管涌或流土,需与允许坡降比较后判断安全性。
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