渗透各向异性圆形围堰稳态渗流场解析解

黄 娟，和 振，余 俊，杨鑫歆 

（中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075） 

摘 要：对渗透各向异性土层中的圆形围堰渗流场进行解析研究。将圆形围堰周围渗流场分为 3 个区域，通过坐标变换以及 将边界条件齐次化后，用分离变量法分别得到柱坐标系下 3 个区域的水头分布级数解形式，结合区域间的连续条件，并利用 贝塞尔函数正交性得到渗透各向异性土层中圆形围堰稳态渗流场的显式解析解，与 Plaxis2D 软件的计算结果进行对比，验证 了解析解的正确性。基于解析解，进一步推导出了涌水量、出逸比降公式，并与不同方法的计算结果作了对比，最后对稳态 渗流情况下的水压力进行了计算分析。结果表明：相比于其他近似法，解析解求取的流量、出逸比降以及渗流情况下水压力 与数值计算结果高度吻合；渗流水压力会随着围堰半径、纵横向渗透系数比值的增大而减小，而后逐渐趋近于一个稳定值。 

关 键 词：圆形围堰渗流；解析解；渗透各向异性；出逸比降；涌水量；水压力

点击这里下载全文