水流作用下根石的受力性能分析

发布时间：2020-05-22 09:36

【摘要】：在维护堤防护岸工程安全工作中散抛石护根措施十分重要。根石表层冲揭走失与水流动力特性、根石尺寸以及根石间的接触摩擦等因素有着密切联系。而现阶段在研究根石走失理论方面多集中考虑块体起动力与流速联系,且在根石体复杂的水动力边界定义、走失过程模拟方法等方面研究不足,制约了根石加固技术有效性的分析。本论文利用基础水槽开展水流冲刷试验与力学计算分析,考虑了块体雷诺数、块体尺寸、水流冲击时间、冲击频率等影响因子,改进球体水流作用力公式,建立根石拖曳力、上举力、涡漩力等受水流脉动影响的过程表征函数,提出受水流冲刷影响的根石非连续材料的水力学边界公式。开展水下堆积块体摩擦力试验与分析,并基于岩体结构面抗剪强度综合评价理论,分析水下块体间抗剪强度与结构面摩擦角、壁岩强度、粗糙度系数之间的相关关系,建立饱和块体间离散破坏模型,且对JRC-JCS模型公式进行系数修正。同时开展黄河典型险工坝岸模型试验,模拟了根石走失过程,建立一套根石离散体失稳理论与物理试验验证方法。研究成果为揭示坝岸根石走失机理,完善水下非连续介质离散力学理提供指导,且有助于增强根石体加固技术的有效性,为河道整治设计、防汛抢险预案的制定提供理论依据。
【图文】：

且对比试块尺寸可忽略泥沙颗粒影响。逡逑黄河坝岸的控导工程及护岸工程散抛根石体的周围流场集中体现为折冲流与涡旋逡逑流（见图２－１），主要研究的主导水流作用力为水平拖曳力、垂直上举力，以及在水流稳逡逑定情况下的作用力（脉动压力），由于此压力正负交替，不断影响块体，降低块体之间逡逑本来咬合力，导致根石冲刷走失，而这些力都是根石走失不可忽视作用力。逡逑上回流逦丁坝逦逡逑图２－１琐岸附近水流情况逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｆｌｏｗ邋ａｒｏｕｎｄ邋ｔｈｅ邋ｄａｍ邋ｂａｎｋ逡逑２．２理论基础逡逑目前淹没于水流中物体受到的水流作用力，对于球体或二维圆柱体受到的水平拖曳逡逑力、上举力，丘〃６？等［１（）］提出球体水流作用公式：逡逑ＦＤ＝ｊｐＣＤＡＵ２逦（２．１）逡逑ＦＬ＾ｐＣＬＡＵ２逦（２．２）逡逑式中：尽、尽为块石水平拖曳力和垂直上举力，Ｃ＾、Ｑ为拖曳力和上举力系数；ｔ／为逡逑５逡逑

黄河坝岸散抛根石以近似长方体或正方体的形态堆积，，就地取材为石灰岩、砂岩、逡逑花岗岩、闪长岩等坚硬岩石，按块石的稳定堆积状态及长度大小顺序，将块石定义长⑷、逡逑宽（６）、高⑷三个形状参数，如图２－２所示，实地量测黄河花园口险工１２２＃坝、马渡险逡逑６逡逑
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV871;TV861

【参考文献】

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本文编号：2675795