汛后落水条件下河岸崩塌的机理分析

发布时间：2017-08-23 16:21

  本文关键词：汛后落水条件下河岸崩塌的机理分析

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【摘要】：崩岸是一种普遍存在的自然现象,是冲积平原河流两岸普遍存在的重大灾害之一,其发生的频率较为频繁,危害十分严重。另外,水位降落对堤岸边坡稳定性的影响是水利界和岩土工程界中一个十分重要且棘手的问题。在高水位时,堤岸土体因浸泡饱和而使抗剪强度降低,当水位骤降时,不仅作用于岸滩的侧向水压力不能对河岸提供支撑作用,而且会产生对坡体稳定不利的非稳定渗流,致使形成对堤岸稳定性不利的渗透水压力和孔隙水压力,危及边坡的稳定。因此,从崩岸分类和崩岸影响因素等方面出发,对崩岸机理进行研究,对于我国防洪减灾和江河治理方面有一定的理论和现实意义。本文在广泛收集前人研究成果的基础上,通过理论分析与概化模型相结合的方法,对崩岸的类型划分、影响因素及不同土质类型河岸的受力特点和崩塌方式等进行了归纳总结,重点研究了落水条件下河岸边坡的稳定性,并对其影响因素进行了敏感性分析,最后介绍了崩岸的预测和防治。主要研究成果如下:1.对崩岸的类型、特点进行总结归纳,并对崩岸影响因素进行详细分析,探讨崩岸形成原因和规律。2.对河岸的组成分类、不同类型河岸土体起动时的受力特点和运动方式以及不同类型河岸崩塌的条件和方式进行了具体分析。3.建立汛后落水时折线型河岸边坡稳定分析模型,采用极限平衡法分析岸坡稳定性,并分析了地下水位与临河水位差、河岸的淘蚀和河床的冲刷以及地下水位对河岸边坡稳定性的影响。主要结论有:(1)不论是原状河岸还是水流冲刷作用下的河岸,临河水位和地下水位都对河岸边坡的稳定性有一定的影响。退水初期,河岸边坡的稳定安全系数下降速度最快,随着水位的持续下降,河岸边坡稳定安全系数渐渐趋于稳定。(2)水流对河岸边坡的横向冲刷和纵向冲深都会促进河岸的崩塌。河床和河岸冲刷越剧烈,河岸的边坡越不稳定,越容易发生崩岸。(3)在地下水位一定时,随着临河水位的增加,边坡稳定系数逐渐增加,相反,临河水位下降,边坡稳定系数越来越小。4.采用单因素敏感性分析公式,系统地分析黏聚力、内摩擦角以及地下水位对库岸边坡稳定性的影响。主要结论如下:(1)土体黏聚力c是影响河岸边坡稳定性最强的因素,其敏感性随着内摩擦角的减小而增强,随着地下水位的下降而减弱。(2)地下水位Hd对河岸边坡稳定性的影响次之,岸坡稳定性对其的敏感性随着土体黏聚力的减小而减弱,随着土体内摩擦角的减小而增强。(3)土体内摩擦角φ对滩岸稳定性的影响最小,且随着黏聚力的减小,其影响滩岸稳定性的敏感性增强,随着地下水位的变化其敏感性不是很明显。5.介绍了崩岸的预测以及治理原则和方法,其中重点介绍了混凝土四面六边透水框架群的特点及在河道治理中的应用。
【关键词】：崩岸 河岸稳定性 概化模型 敏感性分析 预测与防治
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV223;TV85
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 研究目的和意义12-13
• 1.2 我国河流的河岸崩塌问题13-14
• 1.2.1 黄河下游河段滩岸崩塌13-14
• 1.2.2 长江堤岸崩塌14
• 1.2.3 水库库岸崩塌14
• 1.3 国内外研究现状14-18
• 1.3.1 国内研究现状15-17
• 1.3.2 国外研究现状17-18
• 1.4 研究内容及研究方法18-19
• 1.4.1 研究内容18-19
• 1.4.2 研究方法19
• 1.5 论文组织结构19-20
• 第二章 崩岸的类型及影响因素20-28
• 2.1 崩岸的分类20-25
• 2.1.1 按崩岸形态分类20-22
• 2.1.2 按崩塌模式分类22-24
• 2.1.3 按崩岸成因分类24-25
• 2.2 崩岸的影响因素25-27
• 2.2.1 水流动力因素25-26
• 2.2.2 河床边界条件26
• 2.2.3 人为因素26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 不同类型土质的崩岸机理28-31
• 3.1 河岸组成的分类28
• 3.2 不同类型河岸土体起动时的受力特点28
• 3.3 不同类型河岸土体起动时的运动方式28-29
• 3.4 不同类型河岸崩塌的条件29
• 3.5 不同类型河岸崩塌的方式29-30
• 3.6 本章小结30-31
• 第四章 落水条件下河岸边坡的稳定性分析31-45
• 4.1 河岸边坡的概化模型及相关假定32-34
• 4.1.1 计算假定32
• 4.1.2 原状河岸边坡的稳定性分析模型32
• 4.1.3 河岸边坡的几何要素32-33
• 4.1.4 水流冲刷作用下河岸边坡稳定分析模型33
• 4.1.5 作用的荷载33-34
• 4.2 河岸边坡的受力和稳定性分析34-41
• 4.2.1 原状河岸边坡稳定计算34-37
• 4.2.2 水流冲刷作用下河岸边坡稳定计算37-41
• 4.3 河岸边坡的概化及算例分析41-43
• 4.3.1 临河水位与地下水位差对河岸边坡稳定性的影响41-42
• 4.3.2 河岸的淘蚀和河床的冲刷对河岸稳定性的影响42-43
• 4.3.3 地下水位对河岸边坡稳定性的影响43
• 4.4 本章小结43-45
• 第五章 水位降落时河岸边坡稳定性影响因素的敏感性分析45-51
• 5.1 河岸边坡失稳的机理45-46
• 5.1.1 河水浸泡引发的岸坡土体强度的降低45-46
• 5.1.2 静水压力对河岸边坡失稳的影响46
• 5.1.3 渗透水压力对河岸边坡失稳的影响46
• 5.1.4 超孔隙水压力对河岸边坡失稳的影响46
• 5.2 河岸边坡稳定性分析模型46-47
• 5.2.1 河岸边坡的计算模型46-47
• 5.2.2 河岸边坡的概化47
• 5.3 河岸边坡的稳定性分析47-48
• 5.4 影响因素敏感性分析48-49
• 5.4.1 影响因素的变化48
• 5.4.2 单因素敏感性分析公式48-49
• 5.4.3 各因素对安全系数的敏感度系数计算49
• 5.5 本章小结49-51
• 第六章 崩岸的预测和治理51-54
• 6.1 崩岸的预测51
• 6.2 崩岸的治理51-53
• 6.2.1 崩岸治理的基本原则51-52
• 6.2.2 崩岸的治理方法52-53
• 6.3 本章小结53-54
• 第七章 结论与展望54-57
• 7.1 结论54-55
• 7.2 展望55-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王博;姚仕明;岳红艳;;基于BSTEM的长江中游河道岸坡稳定性分析[J];长江科学院院报;2014年01期

2 华景生,万兆惠;粘性土及粘性土夹沙的起动规律研究[J];水科学进展;1992年04期

3 张幸农;蒋传丰;应强;陈长英;;江河崩岸问题研究综述[J];水利水电科技进展;2008年03期

4 严文群;段祥宝;张大伟;;地下水渗流对岸坡稳定影响试验研究[J];水运工程;2009年04期

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本文编号：726054