松花江干流堤防工程护岸结构设计与优化

发布时间：2020-04-25 19:24

【摘要】：松花江地处我国高纬度地区,属于季节性封冻河流,冰封期较长,流域受流凌影响较大,每年春季冰雪消融,江面文、武开江形成的大量浮冰,导致堤防工程受到不同程度的破坏,严重的甚至穿越堤防造成水灾。开展松花江干流堤防工程护岸结构优化设计研究,可为流凌对结构破坏机理研究及季节性封冻河流堤防防护提供技术支撑。本文以松花江干流治理工程流凌演进机理及堤防防护技术研究项目为依托,面向松花江胜利堤段护岸结构设计问题,结合现有冰区护岸结构服役环境特点,针对冰对堤防结构破坏机理,提出基于地下连续墙结构的新型半斜坡式护岸结构方案,利用ABAQUS有限元软件,开展护岸结构在冰荷载和地震荷载作用下的力学性能研究,为新型护岸结构设计推广提供技术参考。具体研究内容如下:(1)调研和分析松花江流域现有护岸结构型式、特点以及冰凌对其产生的破坏特点,综合考虑松花江流域水文、环境特点,结合季节性冰冻河流水利工程施工要求,提出基于地下连续墙结构的新型半斜坡式堤防护岸结构优化方案,根据相关规范完成具体结构设计。(2)利用ABAQUS有限元软件建立新型护岸结构数值模型,考虑冰凌作用下土体内摩擦角、结构嵌固深度以及墙体到岸线不同距离下护岸结构应力、位移响应和土压力分布差异,完成冰凌作用下新型护岸结构优化方案静力分析。(3)基于护岸结构静力分析研究成果,开展计入地震力作用的护岸结构动力响应研究。输入EI-Centro波、Taft波和Northridge波三种地震波,研究不同地震特性和强度对结构力学性能的影响,完成计入地震力的新型护岸结构优化方案动力响应分析。
【图文】：

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同时也是著名的粮食生产基地和工业基地。松花江南北各有一个源头，其源被誉为第二松花江，，起于长白山天池，流域面积 1.34 万 km2；北源起于大兴安岭呼里山，流域面积 29.85 万 km2。两江在三岔河汇合后称松花江干流，松花江干流南向东北流经肇源、肇东、哈尔滨、方正、木兰、通河、依兰、佳木斯、富锦等市和农场，至同江市汇入中俄界河黑龙江，干流全长 939km，为黑龙江右岸的最大支。松花江干流属季节性封冻河流，每年的冰冻期常伴有凌汛现象发生。凌汛是冰排水流流动而引起的河流水位上涨的水文现象。冰排拥挤堵塞，形成冰塞或冰坝，凌展成为凌洪。凌汛的存在极易导致松花江干流堤防工程受到冰凌、冻融、冻涨、腐刷等多因素耦合破坏而影响该防护工程服役期间的性能[3]。松花江干流堤防工程总长约 14000km，干流和主要支流堤防长 8050km：其中干防（含支流回水堤）3129km（嫩江 1072km，二松 669km，松干 1389km），主要堤防 860km，主要支流堤防 4488km；已建成大中小型水库 1651 座，总库52.81×108m3，其中白山、丰满、尼尔基等大型水库 31 座，总库容 414.27×108m3[5]。

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哈尔滨工程大学硕士学位论文堤北护岸采取现浇砼板型式，属平顺式护岸型式，混凝土板厚 0.20m，砼板尺寸为200cm×150cm×20cm（长×宽×厚度），下设砂砾石垫层 10cm、无纺布一层。护岸坡脚均在常年枯水位以上，因此护岸护脚型式采用砼固脚，尺寸为 1m×0.8m 矩形；固脚外侧设铅丝石笼水平护脚，宽 6.0m，厚 0.4m，下设一层无纺布和 0.1m 厚砂砾石垫层。目前胜利堤北护岸结构已由于凌汛期冰排对河岸的冲击而严重破坏，岸滩逐年坍塌，危及堤防安全[5,6]。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV871

【参考文献】