浸润线

渗透水流表面与土坝横断面的交线

浸润线是渗透水流表面与土坝横断面的交线。其以下土体处于饱和状态，颗粒重量为有效重量，同时受渗流水的渗透力作用，故坝体内浸润线位置的高低及形状对坝体的应力、土料的抗剪强度、坝坡稳定及土料的渗透稳定性影响较大。其位置的确定是土坝渗流分析及稳定分析的重要内容，如何有效地降低浸润线的位置也是实际工程中的研究课题。

基本信息

浸润线是水从土坝（或土堤）迎水面，经过坝体向下游渗透所形成的自由水面和坝体横剖面的相交线；土体中渗流水的自由表面的位置，在横断面上为一条曲线。渗流在坝体内的自由面称为浸润面，坝体横剖面与浸润面的交线称为浸润线。压渗流中重力水的自由表面线。它属于平面问题。在明渠非均匀渐变流中，三类底坡（顺坡、平坡、逆坡）可有12种水面曲线。但在渗流中，流速很小流速水头和水深相比可以忽略不计，断面比能实际上等于水深，断面比能曲线变成了一条直线，临界水深失去意义，缓坡、陡坡、急流、缓流、临界流等概念均不存在。三类底坡实际渗流的水深变化也只能和均匀流正常水深作比较，其分区比明渠水面曲线变化分区少，只有四种浸润曲线。

计算

土石坝坝体浸润线是大坝渗漏量计算及坝坡抗滑、抗震、抗渗能力复核的主要依据，因此，确定浸润线位置是病险土石坝病害诊断和治理中必须解决的关键问题。工程中确定土石坝坝体浸润线主要采用实测方法和水力学法计算求得。实测方法推求坝体浸润线成果可靠性高，但由于历史原因，大部分病险土石坝在兴建时均未安设测压管，部分土石坝虽安设有测压管，但运行管理中并未测定坝体的实际浸润线，因此，采用实测方法推求坝体浸润线存在较大困难；水力学法是建立在对大坝渗流条件做某些简化假设的基础上的一种解析计算方法，只能计算出渗流场中某一渗流截面上的平均渗流要素，而不能计算出渗流场中任一点处的渗流要素，同时，由于其基本假设与实际情况常存在较大出入，使得计算结果误差较大。近年来，随着计算机的普及和数值计算方法的发展，出现了有限元计算方法。该方法是将实际的渗流场离散为有限个节点相互联系的单元体，首先求得单元体节点处的水头，同时假定在每个单元体内的渗透水头呈线性变化，进而求的渗流场中任一点处的水头和其它渗流要素，因此，采用有限元法确定土石坝坝体浸润线，这种方法不受边坡几何形状的不规则和材料的不均匀性限制，成果可靠性较高。

尾矿库浸润线

概述

尾矿库是我国重大危险源的一种类型。尾矿坝稳定性是尾矿库安全度的主要衡量指标。浸润线是影响尾矿坝稳定的一个最重要因素，浸润线每下降1m，可使静力稳定性安全因数增加 0.05 甚至更多，因此，准确预测尾矿坝浸润线位置对于尾矿库安全度的正确判定具有至关重要的影响。然而影响尾矿坝浸润线位置高低的因素较多，精确计算尾矿坝的浸润线位置存在较大困难。常运用数值模拟、电模拟试验法或二维简化理论分析法预测浸润线位置。由于尾矿坝的边界条件十分复杂，数值模拟难度大，技术含量高，其结果的准确与否取决于工程勘察的质量、分析人员的水平及分析软件的精度。而电模拟试验能较为精确地预测浸润线位置，但存在费用高、工作量大的问题。二维简化理论分析法是在对工程作适当概化的基础上采用相应的近似公式求解。前两种方法适合大型尾矿坝，而对于中、小型尾矿坝一般采用《尾矿库安全技术规程》（以下简称规程）推荐的二维简化理论分析法。但由于各个尾矿坝的边界条件各异，规程推荐采用的二维简化理论分析法有可能与实测浸润线的结果相差较大。

影响因素及措施

影响尾矿坝浸润线位置的主要因素有库水位、初期坝坝型、堆积坝特征、坝基透水性、尾矿的分层情况、尾矿的渗透特性及沉积滩的坡度。尾矿坝本身的设计特征对坝体浸润线位置同样影响显著，这其中包括初期坝坝型、堆积坝高度及堆积速度。初期坝坝形密切影响着尾矿坝的浸润线特性。在同等条件下，采用堆石坝作为初期坝的尾矿坝，由于堆石坝起到良好的排渗作用，相当于设置了排渗棱体，浸润线高度明显低于土坝。为降低尾矿坝浸润线高度，常在尾矿堆积坝设置排渗设施，主要型式有水平排渗层、盲沟排渗、水平管排渗及辐射井等。排渗设施的型式、完好情况对浸润线位置有显著影响。不同的排渗形式有相应的简化计算公式计算其排渗能力。但使用过程中，排渗设施实际排渗效果取决于其完好情况，定量分析其对尾矿坝的影响难度较大。

渗透力

渗透力(seepage force) 亦称“渗流力”。土中的渗透水流在水头差作用下，作用于单位体积土体内土粒上的拖曳力。渗透力是一种作用在渗流场的所有土粒上的体积力。力的方向与渗流方向一致，有使土颗粒向前运动的趋势，其值等于土粒对水流的阻力。渗透力是引起土体渗透变形的动力。在斜坡和闸坝地基滑动面上的渗透力，不利于斜坡和地基土的稳定。在许多水工建筑物、土坝及基坑工程中，渗透力的大小是影响工程安全的重要因素之一。实际工程中，也有过不少发生渗透变形(流土或管涌)的事例，严重的使工程施工中断，甚至危及邻近建筑物与设施的安全。因此，在进行工程设计与施工时，对渗透力可能给地基土稳定性带来的不良后果应该具有足够的重视。

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