带有两端防渗墙坝基的各向异性渗流解析解

余 俊，李东凯，和 振，张志中 

（中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075） 

摘 要：由于目前在坝基设计中通常需要设置两个或两个以上防渗墙，对带有两端防渗墙的坝基各向异性稳态渗流进行了解 析研究，将土体分为 4 个规则的区域，采用坐标变换将各向异性土层转换成等效各向同性土层，利用分离变量法将 4 个区域 内的水头分布表示为级数解的形式，结合区域间的连续条件得出带有两端防渗墙的坝基各向异性渗流场显式解析解。将解析 解退化到各向同性情况下的渗流量、坝底扬压力与保角变换解析解和数值计算结果进行对比，各向异性情况下的水头值与有 限元软件计算结果进行对比，结果均吻合较好，验证了解析解的正确性，且相比于保角变换解析解具有更高精度。最后对坝 基渗流场进行了参数分析，发现土体各向异性对坝基渗流有着不可忽略的影响，其他条件相同的情况下，竖直渗透系数与水 平渗透系数比值较大土体的渗流量和出口梯度会小于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体，竖直渗透系数与水平渗 透系数比值较大的土体的最大扬压力会大于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体。 

关 键 词：坝基；防渗墙；二维稳态渗流；渗透各向异性；显式解析解；扬压力；渗流量；出口梯度

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