改進(jìn)阻力系數(shù)法在大圓筒圍堰結(jié)構(gòu)滲流量計(jì)算中的應(yīng)用

涂靜蘭

摘 要：將《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001）》中的改進(jìn)阻力系數(shù)法應(yīng)用于計(jì)算大圓筒圍堰在均質(zhì)軟土地基上的單寬滲流量，將該方法的結(jié)果與有限元方法相互對(duì)比，并進(jìn)行誤差分析。結(jié)果表明：在相同的計(jì)算條件下，基于改進(jìn)阻力系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果與有限元方法二者之間的相對(duì)誤差為5.7%，可驗(yàn)證本文方法的正確性。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)阻力系數(shù)法 大圓筒圍堰 滲流量

《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（S L 2 6 5 -2001）》中規(guī)定：可采用改進(jìn)阻力系數(shù)法或流網(wǎng)法來計(jì)算土基上水閘基底的滲流量。本文將該規(guī)范中的改進(jìn)阻力系數(shù)法應(yīng)用于計(jì)算人工島的大圓筒圍堰在均質(zhì)軟土地基上的滲流量，并基于有限元方法來驗(yàn)證本文方法計(jì)算結(jié)果的正確性與合理性。

1.改進(jìn)阻力系數(shù)法

如圖1所示為一個(gè)簡(jiǎn)單的矩形斷面滲流區(qū)，其滲流段長(zhǎng)度為L(zhǎng)，透水層深度為T，兩斷面測(cè)壓管水位差為H，滲透系數(shù)為K，令L/T=ξ為阻力系數(shù)，根據(jù)達(dá)西定律，通過該滲流區(qū)的單寬滲流量：

3.有限元驗(yàn)證

為了驗(yàn)證本文改進(jìn)阻力系數(shù)法對(duì)大圓筒圍堰結(jié)構(gòu)單寬滲流量計(jì)算結(jié)果的正確性，建立在相同條件下的結(jié)構(gòu)及其軟土地基的有限元模型進(jìn)行滲流分析，如圖3所示。其中，單寬滲流量值可以直接計(jì)算得出。經(jīng)有限元計(jì)算，本文大圓筒圍堰的單寬滲流量q=4.77m3/d。同時(shí)，基于本文改進(jìn)阻力系數(shù)法所計(jì)算得到的結(jié)果為q=5.04m3/d，二者的相對(duì)誤差為5.67%，滿足工程誤差的范圍（一般工程誤差應(yīng)小于20%），從而可驗(yàn)證本文改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算大圓筒圍堰結(jié)構(gòu)滲流量結(jié)果的正確性。

4.結(jié)論

本文基于改進(jìn)阻力系數(shù)法，計(jì)算某人工島大圓筒圍堰在均質(zhì)軟土地基上的滲流量。文中結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)闡述了該方法的計(jì)算步驟，并將該方法的計(jì)算結(jié)果與有限元方法相互對(duì)比，并進(jìn)行誤差分析。最終計(jì)算結(jié)果表明：在相同的計(jì)算條件下，基于改進(jìn)阻力系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果與有限元方法二者之間的相對(duì)誤差為5.7%，在工程誤差允許的范圍內(nèi)，從而可驗(yàn)證本文方法的正確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]SL265-2001水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]祁慶和.水工建筑物[M].北京：中國水利水電出版社，1996.

[3]婁瀟聰，黃成，婁一青，等.滲流作用下邊坡穩(wěn)定有限元分析[J].水電能源科學(xué)，2008，3：57-59.