土工防渗材料对近海及河口堤坝渗透特性的影响研究

发布时间：2017-05-05 07:14

  本文关键词：土工防渗材料对近海及河口堤坝渗透特性的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国有着漫长的海岸线,修建有大量的近海和河口堤坝,堤坝常见的病害与渗流有着密切的关系。防渗土工材料因自身柔软的特征可以适应坝体的变形,在工程中得以广泛使用。本文采用室内模型试验和数值分析研究相结合的方法系统研究了土工防渗材料对近海及河口堤坝渗透特性的影响。通过自制模型箱开展了堤坝渗透的室内模型试验。首先开展了静水试验,研究了上下游水头差、土工防渗膜水平铺盖长度、土工防渗膜缺陷率及缺陷孔径对堤坝渗透的影响。通过研究发现,单位宽度堤坝在单位时间内的渗流量与上下游的水头差成线性关系;渗流时坝基内的静水压力随到堤脚距离的增大线性减小;堤坝的渗流量随土工膜水平铺盖长度的增加线性减小,而土工膜水平铺盖长度对坝基内静水压力的变化趋势影响不大;相同的缺陷孔径时,渗流量随着缺陷率的增大线性增大;同一种缺陷率的土工膜,孔径越大时,渗流量越大。通过自制动水装置开展了动水荷载作用时堤坝渗透的模型试验,主要研究了动荷载的频率、土工防渗膜水平铺盖长度和土工防渗膜缺陷率对堤坝渗透的影响。通过试验发现:单位宽度堤坝单位时间的渗流量随动荷载频率的增大线性增大;堤坝的渗流量随土工膜水平铺盖长度的增加线性减小;同一振动频率时,渗流量随着缺陷率的增大而增大,渗流量随缺陷孔径增大线性增大。开展土工防渗材料对近海、河口堤坝渗透特性的数值分析研究。通过静水数值分析发现:堤坝的截面渗流量随上游水头增大而增大;单位时间内堤坝的截面渗流量随着上游水平铺盖长度的增加而减小;相同情况时,坝基厚度越大,堤坝的渗流量越大,它们之间的关系可以拟合成多项式;对比分析垂直帷幕和水平铺盖的结果发现,随着防渗膜长度的增加,垂直帷幕的作用效果更加明显;通过动水数值分析发现:周期一定时,波陡越大,所对应的渗流量曲线的幅值也越大;波高一定时,堤坝渗流量的幅值与波陡无关,与波浪荷载的周期无关;随着坝基透水性的逐渐增加,相同波浪因素时,堤坝渗流速率的改变率也逐渐增大;动水时土工防渗材料对堤坝渗流量影响的规律与静水时一致。通过开展静水和动水两种工况的研究,得到了土工防渗材料对近海及河口堤坝渗流的影响,所得成果和结论可为近海及河口堤坝的设计、施工和运营管理提供理论依据和技术支持。
【关键词】：近海及河口堤坝 渗透特性 防渗土工材料 室内模型试验 数值分析 静水 动水
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV223.4;TV44
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-24
• 1.1 研究目的和意义9-10
• 1.2 近海及河口环境综述10-12
• 1.2.1 近海及河口堤坝的环境要素10
• 1.2.2 波浪10-12
• 1.3 海堤及其防渗12-14
• 1.3.1 海堤12-13
• 1.3.2 堤坝的防渗措施13-14
• 1.4 土工防渗材料的作用机理及设计计算14-16
• 1.5 国内外研究现状16-22
• 1.5.1 关于河口及近海堤坝的研究16-17
• 1.5.2 关于堤坝渗透特性的研究17-20
• 1.5.3 土工材料用于堤坝防渗的研究20-22
• 1.6 本文所做的主要工作22-24
• 2 室内模型试验准备24-32
• 2.1 模型试验的相似关系24-25
• 2.2 试验准备25-32
• 2.2.1 模型槽的制作25-27
• 2.2.2 土体物理性质指标的测定27-30
• 2.2.3 模型堤坝的填筑30-32
• 3 静水室内模型试验32-41
• 3.1 水头差对堤坝渗透的影响32-34
• 3.2 铺盖长度对堤坝渗透的影响34-36
• 3.3 缺陷率对堤坝渗透的影响36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 动水室内模型试验41-49
• 4.1 动水频率对堤坝渗透的影响41-42
• 4.2 铺盖长度对堤坝渗透的影响42-43
• 4.3 缺陷率及缺陷孔径对堤坝渗透的影响43-48
• 4.4 本章小结48-49
• 5 近海及河口堤坝渗透的数值分析49-87
• 5.1 软件介绍49-51
• 5.2 静水堤坝渗透的数值分析51-72
• 5.2.1 水头差对堤坝渗透的影响51-55
• 5.2.2 水平铺盖长度对堤坝的渗透影响55-63
• 5.2.3 水平铺盖与垂直帷幕的对比63-65
• 5.2.4 与室内模型试验的对比65-72
• 5.3 动水堤坝渗透的数值分析72-86
• 5.3.1 波浪因素对堤坝渗透的影响73-78
• 5.3.2 堤基透水情况对堤坝渗透的影响78-80
• 5.3.3 水平铺盖长度对堤坝渗透的影响80-86
• 5.4 本章小结86-87
• 6 结论与展望87-89
• 6.1 结论87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-94
• 攻读学位期间的研究成果94-95
• 致谢95

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本文编号：345917