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莱因法

提出的确定土基上闸坝地下轮廓线长度的经验方法,又称莱因渗径系数法或加权爬路法。它是在实践经验基础上对勃莱法的一种改进。1935年,莱因根据建造在土基上的200多座成功的和失败的闸坝地下渗流观测资料的分析成果指出,管涌可能通过具有最小渗流阻力的闸坝地下轮廓线(也可称为爬路或渗径)或地基土的空隙发生

莱因(E.W.Lane)提出的确定土基上闸坝地下轮廓线长度的经验方法,又称莱因渗径系数法或加权爬路法。它是在实践经验基础上对勃莱法的一种改进。

1935年,莱因根据建造在土基上的200多座成功的和失败的闸坝地下渗流观测资料的分析成果指出,管涌可能通过具有最小渗流阻力的闸坝地下轮廓线(也可称为爬路或渗径)或地基土的空隙发生,除特殊形状的地下轮廓线(如具有相当靠近的两排板桩的地下轮廓线)外,应以沿爬路的渗流来判断能否发生管涌。莱因还指出,水平渗径(地下轮廓线中与水平线的夹角小于45°的线段)的防渗效能只有同长度垂直渗径(地下轮廓线中与水平线的夹角等于或大于45°的线段)的防渗效能的1/3,并由此提出加权渗径的概念,即地下轮廓线的加权渗径长度(加权爬路长度)等于垂直渗径长度与1/3的水平渗径长度之和。为了防止管涌,土基上闸坝地下轮廓线加权渗径长度L'应不小于他推荐的安全加权渗径——水头比C'(即莱因渗径系数)与渗透水头H的乘积,即L'≥C'H。各种地基土类的莱因渗径系数C'如表中所示。适当设置排水和反滤层,所要求的加权渗径长度L'可减小10%。莱因假定渗流沿加权爬路各点的渗透坡降和渗透流速都不变,可先求出加权爬路长度L';然后按直线比例关系求出加权爬路上任一点的渗压水头,即,为计算点沿爬路至地下轮廓线末端的加权渗径长度;最后经过简单换算,即可求出地下轮廓线上各点的渗压水头。

莱因渗径系数C'表

莱因法考虑到沿爬路垂直渗径的防渗效能高于水平渗径的防渗效能,较之勃莱法前进了一步,但除特殊形状的地下轮廓线之外,他仍以沿爬路的接触渗流为判断能否发生管涌的依据,并假定渗透坡降和渗透流速沿加权爬路不变,这些仍与实际情况有一定出入。由于他根据大量的工程实践经验,比较合理地引入了“加权”的概念,使用此法所算得的渗透坡降、渗透流速和渗透压力都较勃莱法准确,渗径长度与地下轮廓线的形状也发生了一定的关系,因此,自20世纪40年代以来,它已逐步取代了勃莱法。近30年来阻力系数法流网法电比拟法有限单元法都有所发展,但作为一种简便的近似计算方法,莱因法仍继续为不少国家采用。