流網(wǎng)的數(shù)值計(jì)算方法及其在土石壩滲流分析中的應(yīng)用.pdf

1、隨著電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展及普及，數(shù)值計(jì)算方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程分析的各個(gè)領(lǐng)域。不管是在房屋建筑的結(jié)構(gòu)分析中，還是在水工建筑的變形、應(yīng)力以及滲流分析中，數(shù)值計(jì)算方法的作用都顯的越來(lái)越強(qiáng)大。其中，對(duì)于水工建筑物的滲流計(jì)算領(lǐng)域，有限元法以其對(duì)復(fù)雜邊界、各向異性、非均勻性和三維滲流等問(wèn)題的強(qiáng)大適應(yīng)能力而受到廣泛的重視。目前，水利水電工程中與滲流相關(guān)的問(wèn)題很多，土石壩因具有造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)自然條件的適應(yīng)性強(qiáng)、抗震性能好、工作可靠、壽命長(zhǎng)、施工

2、管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。在土石壩中，因滲流引起的滑坡、滲透破壞尤為嚴(yán)重，合理、正確地借助數(shù)值方法對(duì)土石壩進(jìn)行滲流分析是必不可少的。
　　 流網(wǎng)法是基于平面勢(shì)流理論的一種滲流場(chǎng)圖解法，是平面滲流場(chǎng)的一個(gè)流動(dòng)圖譜，是研究二維平面滲流問(wèn)題最有用和最全面的圖案。它直觀地概括了滲流場(chǎng)中的水力要素和特征，從流網(wǎng)中可獲取有關(guān)評(píng)估滲流場(chǎng)特性及工程滲流控制設(shè)計(jì)所需的水頭、水力坡降、滲流速度、滲透壓力及通過(guò)每一子區(qū)域或過(guò)流斷面上的滲流量等，也可

3、根據(jù)流網(wǎng)的變化特征、流線以及等水頭線的變化形態(tài)，來(lái)了解和判斷滲透水的滲徑、歷程、場(chǎng)中各子域間的水量互補(bǔ)關(guān)系、子域的相對(duì)透水性和相對(duì)潛在的可能滲透變形區(qū)等。
　　 結(jié)合滲流有限元分析理論以及流網(wǎng)的基本性質(zhì)，將求解勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)的流網(wǎng)繪制解析法和數(shù)值方法中的有限單元法相結(jié)合，以滲流基本控制方程以及流函數(shù)的微分方程為基本依據(jù)，通過(guò)求解滲流場(chǎng)內(nèi)所有單元節(jié)點(diǎn)的勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)來(lái)獲得各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的水頭值和流速矢量，再通過(guò)插值得滲流場(chǎng)的水頭分布和