土坝渗流实验

土坝渗流缝隙槽模型实验是利用粘性液体在模型的坝断面与平板间狭窄缝中流动（缝宽1mm），能很好显示出层流运动特性，来模拟土坝中渗流。

一、实验目的

1．通过实验，找出土坝浸润线的位置坐标，并与理论计算成果相比较；

2．观察水位变化时，浸润线位置的变化情况；

3．观察流动的流线状态及其特性，并对层流运动得到进一步的感性认识。

二、实验原理

粘性液体（甘油）在狭窄缝隙中流动时，形成层流，且符合达西定律，用此来模拟土基中的渗流，粘性流在缝隙中流动的平均流速为

式中：—缝隙槽的透水系数，决定于缝隙宽度和粘滞性的常数，

    V——液体的运动粘滞系数；

g——重力加速度；

dh——沿流动方向ds距离上的水头损失。

三、实验步骤

实验设备及装置由实验课中讲述。实验步骤如下：

1．每人准备一张方格纸，大小为75cm×25cm；

2．熟悉实验设备，并做好实验前的分工准备工作；

3．用方格纸绘制好与模型尺寸同样大小的土坝模型图，见附图（按本组所确定的实验土坝类型绘制）；

4．打开电源开关，调节进库液体流量，向缝隙模型槽内充液到固定液位，使上游保持溢流状态，下游也开始溢流时，即形成了稳定的水面；

5．将有染色液体的细金属管分别放在坝面的液面高程和其他任一高程上，即可观察出流动的浸润线和流线，此时可将浸润线的坐标描绘下来（也可直接在正面的方格有机玻璃板上描绘后，抄到自备的方格纸上）。

四、附图

1．均质坝1（模型尺寸）  单位：厘米  原模比：1：100

2．均质坝2（模型尺寸）  单位：厘米  原模比：1：100

原型浸润线下降高度为，当L/H₁<0.5

按下式计算

——水位所在处的b。

五、思考题

1．为什么上、下游液位要保持始终有溢流？

2．流线具有哪些特点，它分布的疏密程度说明了什么？

3．流线与迹线有何区别，本实验的流线和迹线是否一样，为什么？

4．在试验中浸润线和流线与上游边坡线交角是否相同？为什么？

六、土坝渗流缝隙槽实验成果记录、分析表

实验日期：                   

实验坝型：            

绘出所观察到浸润线和流线的流态图，并将浸润线与计算成果相比较。

  1．均质坝1

浸润线坐标表

上游水位                下游水位         坐标原点位置        

2. 均质坝2

浸润线坐标表

上游水位                下游水位         坐标原点位置        

3．斜墙坝

浸润线坐标表

上游水位                下游水位         坐标原点位置        

4．心墙体

浸润线坐标表

上游水位                下游水位         坐标原点位置        

5．实验体会：（自备纸张）