山区峡谷型水库塌岸安全性研究及防治

发布时间：2017-04-24 15:12

  本文关键词：山区峡谷型水库塌岸安全性研究及防治，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：库区边坡坍塌、变形破坏是水利水电工程建设中普遍存在的问题,尤其是山区峡谷型水库,由于库区狭长,滑坡点多面广,给水库的正常运用带来了极大影响,同时也给库岸工程设施(如公路、铁路、厂房等)、房屋建筑、农田、村庄等造成变形和破坏。水库岸坡在库水作用下,渗流场和应力场发生变化,稳定性分析及其防治措施更为复杂,一直是个有待解决的技术难题,开展本课题研究具有很大的应用价值和学术价值。为此,本论文开展了以下工作：(1)本文总结塌岸发生和发展的主要因素和塌岸模式,基于详细的工程勘察和试验,分析了所研究库区塌岸的影响因素和坍塌模式,概述了库区边坡工程地质条件、水文地质条件,从而确定计算简图和岩土参数。(2)本文提出利用Geoslope岩土分析软件来实现最终塌岸范围预测计算的数值方法,以金安桥库区碎石土边坡为工程实例,结合前人提出的三种图解方法(卡丘金法、卓洛塔寥夫法和三段法)进行对比计算分析,描述塌岸的动力地质过程并预测最终的塌岸范围。通过四种塌岸预测方法对比分析,验证本文提出的Geoslope数值模拟塌岸预测方法的预测效果和适用性。(3)在对库区边坡安全性的研究中,采用岩土有限元软件Geo-Slope,考虑边坡饱和-非饱和应力状态的影响,应用土水特征曲线,建立金安桥库区碎石土边坡二维饱和-非饱和渗流模型,模拟水库初期蓄水-常水位运行-泄水过程中边坡的渗流特性和稳定演变规律,分析库水位升降和水位下降速率对坡体浸润线和安全系数的影响,描述了在库水影响下,边坡体渗流场和应力场的变化规律。(4)利用拟静力法和动力有限元法对比研究库区边坡在八级地震烈度下的抗震性,得到了拟静力法(包括Janbu、Biship、Morgenstern-Price极限平衡法)计算的安全系数和动力有限元法输出的安全系数时程图,从应力应变角度分析了地震工况下库区边坡的应力状态和应变集中区。(5)在对库区边坡安全性研究的基础上,根据塌岸因素和模式将现有的各类库区边坡防护技术进行归纳分类,针对不同的塌岸模式提出了相适应的防治措施。本文还着重介绍了生态工程防护技术,即植生带防护、石笼植活树桩防护以及生态砖植草防护等,以满足护坡技术达到工程和景观的双重效益。
【关键词】：库区边坡 碎石土 土水特征曲线 渗流特性 稳定性 抗震性 防护
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV697.33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 选题依据及研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-20
• 1.2.1 库区边坡安全性研究现状12-19
• 1.2.2 库区边坡防治研究现状19-20
• 1.3 库区边坡安全性研究及防治中存在的主要问题20
• 1.4 研究内容与技术路线20-21
• 1.5 论文创新点21-24
• 第二章 库岸坍塌的因素和模式24-32
• 2.1 库岸坍塌的因素24-26
• 2.2 库岸坍塌的模式26-27
• 2.3 研究区域地质条件27-32
• 2.3.1 工程地质条件27-30
• 2.3.2 水文地质条件30
• 2.3.3 确定计算简图30-32
• 第三章 库区边坡塌岸预测研究32-46
• 3.1 卡丘金法32-34
• 3.2 卓洛塔寥夫法34-36
• 3.3 三段法36-38
• 3.4 Geoslope法最终塌岸范围预测38-44
• 3.5 四种塌岸预测方法的对比验证44-46
• 第四章 库区边坡安全性研究46-68
• 4.1 库区边坡渗流特性研究46-54
• 4.1.1 非饱和土的渗透系数46-48
• 4.1.2 土水特征曲线48
• 4.1.3 二维饱和-非饱和渗流控制方程48-50
• 4.1.4 渗流模型说明50-52
• 4.1.5 渗流特性分析52-54
• 4.2 库区边坡稳定性研究54-58
• 4.2.1 非饱和土极限平衡法54-55
• 4.2.2 稳定性分析55-57
• 4.2.3 水位下降速率对边坡稳定的影响57-58
• 4.3 库区边坡抗震性研究58-68
• 4.3.1 动力有限元法58-59
• 4.3.2 地震模型说明59-61
• 4.3.3 抗震性分析61-68
• 第五章 库区边坡防护技术研究68-86
• 5.1 表面防护技术68-78
• 5.1.1 圬工防护68-73
• 5.1.2 石笼防护73-74
• 5.1.3 土工合成材料防护74-75
• 5.1.4 地表排水75
• 5.1.5 生态工程防护75-78
• 5.2 失稳防护技术78-83
• 5.2.1 坡率法79
• 5.2.2 减重与反压79
• 5.2.3 抗滑桩防护79-80
• 5.2.4 挡土墙防护80-82
• 5.2.5 锚杆与锚索82-83
• 5.2.6 地下排水83
• 5.3 不同塌岸模式防护建议83-84
• 5.4 适用于金安桥库区边坡的防护措施84-86
• 第六章 结论86-88
• 6.1 主要结论86-87
• 6.2 需要进一步开展的工作87-88
• 致谢88-90
• 附录-研究生期间参加的项目和发表的论文90-92
• 参考文献92-94

【参考文献】

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本文编号：324448