间歇性排水条件下边坡软式透水管淤塞及排水效应研究

发布时间：2020-03-25 00:57

【摘要】：地下排水系统,作为边坡工程的重要组成部分,对保证边坡的稳定性至关重要。软式透水管是近年来地下排水系统中常见的形式。目前,关于边坡中软水透水管的研究主要集中在常水头条件下的排水效应,而间歇性条件下的淤塞和排水效应的研究鲜有涉及。我国东南沿海地区气候温暖多雨,边坡中水位变化频繁。因此,间歇性排水条件下,边坡软式透水管的淤塞和排水效应的研究成为亟待解决的关键科学问题,可为实际边坡工程的支护提供参考依据。本文针对福建省典型的花岗岩残积土边坡,利用室内边坡物理模型试验,在间歇性后缘补给充分情况下,分析透水管流量值和边坡土体中的孔压值,并借助先进的数码显微镜设备对透水管表面土工织物的淤塞面积进行观测评估,对软式透水管的淤塞和排水效应展开研究。在室内模型试验基础上,结合PLAXIS 3D数值模拟,揭示间歇性排水条件下,边坡软式透水管排水效应及淤塞影响下其渗流场的变化规律。获得主要成果如下:(1)通过分析软式透水管在两排、一排和两根三种不同工况下的流量值和边坡土体中的孔隙水压力,得出软式透水管的埋设位置和埋设数量对边坡稳定性的影响。实验结果表明:透水管埋设位置越高,其排泄能力越弱,边坡土体中地下水位越高,边坡稳定性越差;透水管埋设数量越少,边坡土体中地下水排泄量越少,地下水位越高,边坡稳定性越差。(2)通过数码显微镜观察不同埋设部位、不同通水周期和不同土质中的软式透水管,对表面土工织物的淤塞面积进行观测评估,得出软式透水管淤塞的影响因素。实验结果表明:软式透水管的流量越大,其淤塞程度越小;边坡土体中的细颗粒含量越高,软式透水管的淤塞程度越大;后缘水头的变化周期越短,其淤塞程度越大。(3)建立PLAXIS 3D建模,模拟室内边坡模型三种工况,并用室内试验结果检验有限元分析结果。结果表明:利用莫尔库伦土体本构模型建模时,有限元分析能较好模拟室内模型试验,并通过对比三种工况下有限元计算的结果,得出在地下水位以下较深位置处埋设一排软式透水管时其作用最明显,此时边坡的稳定性最高。(4)通过PLAXIS 3D建立某埋设软式透水管边坡实际工程模型,结合PLAXIS 3D已建立室内边坡模型得出的结果,研究实际工程中不同埋设模式、埋设数量和埋设间距下的边坡稳定性。有限元分析结果表明,在地下水位以下较深位置处埋设一排间距为1m的软式透水管,边坡的稳定性最高。
【图文】：

文献资料和分析国内外研宄进展的基础上，提出研％方案。逡逑本论文拟采取的技术路线按照“室内物理模型试验—数值仿真模拟—理论分逡逑析”的总体思路进行。论文技术路线如图１－１所示。逡逑（丨司《？１￥财《边坡娜ｂＫ膝灥林效挪）逡逑Ｉ逡逑ｆ邋＇逦ｔ逡逑立Ｗ横３ｉ！试猃逦数值描拟绿合分析逡逑ｒ￣逦￣￣＜逦＾逦＋逦＋逡逑淤塞效应xO究逦味水效应xO究逦流固讲合理论逦ｐｔＡｘｉｓ邋３0？ａａ逡逑■邋ｆ」一］■逦逦１逡逑Ｈ逦＾逦＾逦ｌｉ逡逑位悙与嫌逦勘８＾对逡逑o，

本文编号：2599142