双层堤基管涌通道上溯发展的试验研究

发布时间：2017-04-17 02:03

  本文关键词：双层堤基管涌通道上溯发展的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：管涌是一种主要的渗透破坏形式,对堤坝的安全构成了极大威胁,其发生发展的机理及因素复杂。目前的室内试验和数值模拟研究多关注管涌的发生过程,对其发展过程的研究较少。针对上述问题,本文主要作出了如下工作:(1)在参与前人试验过程中汲取经验,自行制作宽型砂槽模型,探索玻璃盖板和水袋模拟覆盖层、管涌口模拟、预留通道设置、边壁效应规避等问题的解决方法及技术,保证试验效果;改进而成窄型砂槽模型,提高参数读取精度,得到更明确的试验规律。(2)宽型砂槽试验在玻璃盖板刚性覆盖层及水袋柔性覆盖层两种工况下,观察到了通道在自然状态下的上溯发展过程。试验发现,刚性覆盖层下接触面形成了集中通道,通道总体指向上游曲折发展,尖端分岔是其普遍的发展形式;柔性覆盖层下接触面形成宽阔通道,上溯均匀且缓慢;两种覆盖层下都存在通道阶段性上溯现象。针对过程中出现的中间岛现象、干支路现象、交替冲刷现象及均匀冲刷现象等进行了分类讨论。(3)窄型砂槽试验呈现与宽型砂槽试验相同的规律,并通过更精确的读数进行定量分析。试验发现,在通道上溯后,尖端坡降出现下降,并使通道稳定下来。存在一个临界尖端坡降,当尖端处水力坡降大于临界值时,通道发生上溯,当小于临界值时,通道逐渐稳定。临界尖端坡降与尖端坡角有关,坡角越小,临界坡降越大。尖端坡降比平均坡降更利于判断通道上溯状态。(4)利用窄型砂槽试验的定量数据,对宽型砂槽试验中出现的阶段性上溯、中间岛冲刷过程、通道扩展过程等予以解释。
【关键词】：管涌通道 上溯发展 砂槽试验
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV223.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 管涌通道发展问题的研究现状11-18
• 1.2.1 管涌通道发展问题的室内试验研究11-16
• 1.2.2 管涌通道发展问题的数值模拟研究16-18
• 1.3 本文研究重点18-20
• 第二章 管涌通道上溯研究的试验技术及改进20-50
• 2.1 试验思路20-21
• 2.2 试验用砂21-23
• 2.3 试验模型23-37
• 2.3.1 宽型砂槽试验模型23-30
• 2.3.2 窄型砂槽试验模型30-35
• 2.3.3 原有砂槽试验35-37
• 2.4 试验方法37-40
• 2.4.1 填砂方法37-38
• 2.4.2 排除空气38
• 2.4.3 试验常规过程38-39
• 2.4.4 数据测量及取值39-40
• 2.5 试验装置改进40-49
• 2.5.1 模拟覆盖层改进40-43
• 2.5.2 模拟管涌口改进43-44
• 2.5.3 预留管道改进44-46
• 2.5.4 边壁效应规避方法改进46-49
• 2.6 本章小结49-50
• 第三章 宽型砂槽试验研究50-79
• 3.1 试验概述50
• 3.2 原有砂槽试验简介50-52
• 3.2.1 试验过程50-52
• 3.2.2 试验比较52
• 3.3 试验过程概述52-62
• 3.3.1 各组试验参数53-61
• 3.3.2 试验过程概述61-62
• 3.4 玻璃盖板砂槽试验现象62-68
• 3.4.1 试验过程62-65
• 3.4.2 同类试验对比65-68
• 3.5 水袋砂槽试验现象68-73
• 3.5.1 试验过程68-70
• 3.5.2 同类试验对比70-73
• 3.6 机理分析73-78
• 3.6.1 上溯距离与水力坡降关系73-75
• 3.6.2 试验技术对临界坡降影响75-76
• 3.6.3 通道上溯现象分类讨论76-78
• 3.7 本章小结78-79
• 第四章 窄型砂槽试验的过程及现象分析79-101
• 4.1 试验过程概述79-84
• 4.2 试验现象分析84-90
• 4.3 上溯距离与水力坡降分析90-92
• 4.3.1 上溯距离与平均坡降的关系90-91
• 4.3.2 上溯距离与尖端坡降的关系91-92
• 4.4 尖端坡降与尖端坡角分析92-96
• 4.4.1 对各尖端坡降下尖端坡降的模拟过程92-95
• 4.4.2 临界尖端坡降与坡角关系讨论95-96
• 4.5 尖端坡降的理论值96-100
• 4.6 本章小结100-101
• 第五章 两个试验的内在联系101-104
• 5.1 阶段性上溯101-102
• 5.2 中间岛冲刷过程102-103
• 5.3 通道扩展过程103-104
• 结论与展望104-106
• 1.结论104-105
• 2.展望105-106
• 参考文献106-109
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果109-110
• 致谢110-111
• 附件111

【参考文献】

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本文编号：312149