土力学新论：流网绘制技巧

1.绘制的方法

流网的绘制方法大致有三种：一种是解析法，即用解析的方法求出流速势函数及流函数，再令其函数等于一系列的常数，就可以描绘出一簇流线和等势线。第二种方法是实验法，常用的有水电比拟法。此方法利用水流与电流在数学上和物理上的相似性，通过测绘相似几何边界电场中的等电位线，获取渗流的等势线与流线，再根据流网性质补绘出流网。第三种方法是近似作图法，也称手描法，是根据流网性质和确定的边界条件，用作图方法逐步近似画出流线和等势线。在上述方法中，解析法虽然严密，但数学上求解还存在较大困难。实验方法在操作上比较复杂，不易在工程中推广应用。目前常用的方法还是近似作图法，故下面主要对这一方法进行介绍。

近似作图法的步骤大致为：先按流动趋势画出流线，然后根据流网正交性画出等势线，形成流网。如发现所画的流网不成曲边正方形时，需反复修改等势线和流线直至满足要求。

2.流网绘制实例

如图15.8为一带板桩的溢流坝，其流网可按如下步骤绘出：

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图15.8　溢流坝的渗流流网

（1）首先将建筑物及土层剖面按一定的比例绘出，并根据渗流区的边界确定边界线及边界等势线。如图中的上游透水边界AB是一条等势线，其上各点水头高度均为h1，而下游透水边界也是一等势线，其上各点水头高度均为h2。坝基的地下轮廊线B— 1— 2— 3— 4—5—6—7—8—C为一条流线，渗流区边界EF为另一条边界流线。

（2）根据流网特性，初步绘出流网形态。可先按上下边界流线形态大致描绘几条流线，描绘时注意中间流线的形状由坝基轮廓线形状逐步变为同不透水层面EF相接近。中间流线数量越多，流网越准确，但绘制与修改工作量也越大，中间流线的数量应视工程的重要性而定，一般中间流线可绘三到四条。流线绘好后，根据曲边正方形网格要求，描绘等势线。绘制时注意等势线与上下边界流线应保持垂直，并且等势线与流线都应是光滑曲线。

（3）逐步修改流网。初绘的流网，可以加绘网格的对角线来检验其正确性。如果每一网格的对角线都正交，且成正方形，则流网是正确的，否则应作进一步修改。但是，由于边界通常是不规则的，在形状突变处很难保证网格为正方形，有时甚至成为三角形或五角形。对此应从整个流网来分析，只要绝大多数网格满足流网特征，个别网格不符合要求对计算结果影响不大。

流网的修改过程是一项非常细致的工作，常常是改变一个网格便带来整个流网图的变化。因此只有通过反复的实践演练，才能做到快速正确地绘制流网。