某河堤堤坝由透水材料填筑,堤坝下有一粉质粘土层,土力比重为265,饱和含水量为22,渗透系数k=25,乘以十的负五次方\/s,在河道底下,厚度为两米,在堤坝背水坡下地平处厚度为三米。嗯,当河水深度h为多少时被水坡地平处发生流土破坏?
要计算在河水深度 h 为多少时,堤坝背水坡下地平处发生流土破坏,我们可以使用临界水力梯度公式。
对于无粘性土的流土破坏,通常使用以下公式来计算临界水力梯度:
i_{cr} = \\frac{g_s - 1}{1 + e}
其中:
g_s 是土粒比重(已知为265)
e 是孔隙比
孔隙比 e 可以由饱和含水量 w 计算得出:
e = \\frac{w \\cdot g_s}{100 \\cdot (g_s - 1)}
将已知的 w = 22\\ 和 g_s = 265 代入上式得:
e = \\frac{22 \\cdot 265}{100 \\cdot (265 - 1)} = \\frac{583}{165} \\approx 03533
接下来计算临界水力梯度 i_{cr} :
i_{cr} = \\frac{265 - 1}{1 + 03533} = \\frac{165}{13533} \\approx 12187
假设河堤背水坡下的水力梯度是均匀的,并且等于临界水力梯度 i_{cr} ,则可以通过达西定律计算河水深度 h :
i_{cr} = \\frac{\\delta h}{l}
其中:
\\delta h 是上下游水位差(即河水深度 h 与地下水位之差,这里假设地下水位为零)
l 是渗流路径长度(从河道底到地平处的垂直距离,这里是堤坝在河道底下厚度与地平处厚度的某种组合,但简化为平均或等效的渗流路径)
由于题目中给出的数据较为简化,