考虑渗流影响的砂砾石坝漫顶溃坝过程研究
发布时间：2022-12-04 21:39
混凝土面板砂砾石坝是一种以砂砾石为主要材料分层碾压填筑成坝体,以混凝土面板为主要防渗结构的土石坝。因其具有较好的安全性、经济性以及对复杂地形地质有较强的适应性等优点,加之砂砾石在我国储量丰富且具有较高的抗剪强度和变形模量,压缩变形较小,易于压实,压实密度大等特点,使面板砂砾石坝已逐步发展成为一种优选坝型。但由于超标洪水、山体滑坡以及地震涌浪等原因往往会造成库水漫顶,面板防渗作用失效。而混凝土面板是面板砂砾石坝主要的防渗结构,防渗系统一旦失效,由于砂砾石颗粒级配较粗、渗透系数偏大的材料特性,坝体内往往会造成严重的渗漏,渗流场严重恶化,严重影响砂砾石坝的漫顶溃坝过程。本文假设面板砂砾石坝的混凝土面板完全失效,坝体内渗流场严重恶化,在此情况下砂砾石坝发生漫顶溃决。通过模型试验和数值模拟两种方法探究了砂砾石坝在前期渗流场影响下的漫顶溃坝过程。主要研究内容及研究成果如下:（1）在水槽内进行了砂砾石坝漫顶溃坝试验,试验通过改变蓄水高度和坝体内是否设置排水体使前期形成不同的渗流场,在此基础上蓄水使坝体发生漫顶溃决。利用埋置在坝体内的孔隙水压力传感器监测蓄水期及溃决过程中的孔隙水压力。利用试验得出的溃...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 溃坝理论研究进展
1.2.2 溃坝模型试验研究进展
1.2.3 溃坝数值模型研究进展
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 土石坝溃决原因及溃决机理分析
2.1 我国溃坝情况统计分析
2.2 土石坝溃决原因及影响因素分析
2.2.1 溃坝原因分析
2.2.2 溃坝影响因素分析
2.3 土石坝漫顶溃决机理分析
2.3.1 “陡坎”冲刷机理
2.3.2 逐层均匀冲刷机理
2.4 面板砂砾石坝溃决机理
2.5 本章小结
3 考虑渗流影响的砂砾石坝漫顶溃坝试验研究
3.1 溃坝模型试验设计理论
3.1.1 相似理论
3.1.2 相似准则
3.1.3 本文溃坝模型试验相似比尺
3.2 溃坝试验装置及测量设备
3.3 砂砾石坝模型制作
3.3.1 试验模型材料配制
3.3.2 试验模型几何尺寸
3.3.3 模型填筑及传感器布置
3.4 试验方案及试验过程
3.5 试验结果及分析
3.5.1 溃坝过程分析
3.5.2 溃口流量过程分析
3.5.3 溃口顶部扩展过程分析
3.5.4 坝体内孔隙水压力变化过程分析
3.6 本章小结
4 考虑渗流影响的砂砾石坝漫顶溃坝数值模拟研究
4.1 土石坝溃坝数值模型分析
4.1.1 BREACH模型
4.1.2 DAMBRK模型
4.1.3 IWHR-DB模型
4.1.4 陈生水模型
4.2 考虑渗流影响的砂砾石坝漫顶溃坝数值模型
4.2.1 坝坡上土颗粒受力分析
4.2.2 溃口流量和库水位变化计算
4.2.3 溃口扩展计算
4.3 溃坝数值模型模拟方法
4.4 溃坝数值模型应用
4.4.1 唐家山堰塞坝工程概况及计算参数
4.4.2 计算结果及分析
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展[J]. 陈生水,陈祖煜,钟启明. 水利水电技术. 2019(08)
[2]考虑引流槽开挖措施的堰塞坝溃决机制分析[J]. 王琳,李炎隆,李守义,薛一峰,司政. 应用力学学报. 2019(06)
[3]土石坝突发事件特征分析及应急监测探讨[J]. 吴云星,王士军,谷艳昌,庞琼,严吉皞. 大坝与安全. 2019(03)
[4]混凝土面板堆石坝关键技术与研究进展[J]. 徐泽平. 水利学报. 2019(01)
[5]初始含水率及人工干预对堰塞坝溃决影响试验研究[J]. 刘杰,颜婷,周传兴,陈伟. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]土石坝溃决机理模型试验研究进展[J]. 钟启明,沈光泽,曹伟. 防灾减灾工程学报. 2018(04)
[7]土石坝溃决过程数值模拟研究进展[J]. 霍家平,钟启明,梅世昂. 人民长江. 2018(02)
[8]堰塞坝泄流槽断面型式离心模型试验研究[J]. 赵天龙,陈生水,付长静,钟启明,侯英伟. 岩土工程学报. 2017(10)
[9]不同颗粒级配条件下堰塞坝溃决特征试验研究[J]. 王道正,陈晓清,罗志刚,陈华勇,赵万玉. 防灾减灾工程学报. 2016(05)
[10]Seismic responses of high concrete face rockfill dams:A case study[J]. Sheng-shui Chen,Zhong-zhi Fu,Kuang-ming Wei,Hua-qiang Han. Water Science and Engineering. 2016(03)
博士论文
[1]土石坝病险识别及溃坝风险分析关键技术研究[D]. 马婧.西安理工大学 2019
硕士论文
[1]土石坝漫顶溃决机理模型及数值模拟方法研究[D]. 陈淑婧.北京工业大学 2015
本文编号：3709036
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 溃坝理论研究进展
1.2.2 溃坝模型试验研究进展
1.2.3 溃坝数值模型研究进展
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 土石坝溃决原因及溃决机理分析
2.1 我国溃坝情况统计分析
2.2 土石坝溃决原因及影响因素分析
2.2.1 溃坝原因分析
2.2.2 溃坝影响因素分析
2.3 土石坝漫顶溃决机理分析
2.3.1 “陡坎”冲刷机理
2.3.2 逐层均匀冲刷机理
2.4 面板砂砾石坝溃决机理
2.5 本章小结
3 考虑渗流影响的砂砾石坝漫顶溃坝试验研究
3.1 溃坝模型试验设计理论
3.1.1 相似理论
3.1.2 相似准则
3.1.3 本文溃坝模型试验相似比尺
3.2 溃坝试验装置及测量设备
3.3 砂砾石坝模型制作
3.3.1 试验模型材料配制
3.3.2 试验模型几何尺寸
3.3.3 模型填筑及传感器布置
3.4 试验方案及试验过程
3.5 试验结果及分析
3.5.1 溃坝过程分析
3.5.2 溃口流量过程分析
3.5.3 溃口顶部扩展过程分析
3.5.4 坝体内孔隙水压力变化过程分析
3.6 本章小结
4 考虑渗流影响的砂砾石坝漫顶溃坝数值模拟研究
4.1 土石坝溃坝数值模型分析
4.1.1 BREACH模型
4.1.2 DAMBRK模型
4.1.3 IWHR-DB模型
4.1.4 陈生水模型
4.2 考虑渗流影响的砂砾石坝漫顶溃坝数值模型
4.2.1 坝坡上土颗粒受力分析
4.2.2 溃口流量和库水位变化计算
4.2.3 溃口扩展计算
4.3 溃坝数值模型模拟方法
4.4 溃坝数值模型应用
4.4.1 唐家山堰塞坝工程概况及计算参数
4.4.2 计算结果及分析
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展[J]. 陈生水,陈祖煜,钟启明. 水利水电技术. 2019(08)
[2]考虑引流槽开挖措施的堰塞坝溃决机制分析[J]. 王琳,李炎隆,李守义,薛一峰,司政. 应用力学学报. 2019(06)
[3]土石坝突发事件特征分析及应急监测探讨[J]. 吴云星,王士军,谷艳昌,庞琼,严吉皞. 大坝与安全. 2019(03)
[4]混凝土面板堆石坝关键技术与研究进展[J]. 徐泽平. 水利学报. 2019(01)
[5]初始含水率及人工干预对堰塞坝溃决影响试验研究[J]. 刘杰,颜婷,周传兴,陈伟. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]土石坝溃决机理模型试验研究进展[J]. 钟启明,沈光泽,曹伟. 防灾减灾工程学报. 2018(04)
[7]土石坝溃决过程数值模拟研究进展[J]. 霍家平,钟启明,梅世昂. 人民长江. 2018(02)
[8]堰塞坝泄流槽断面型式离心模型试验研究[J]. 赵天龙,陈生水,付长静,钟启明,侯英伟. 岩土工程学报. 2017(10)
[9]不同颗粒级配条件下堰塞坝溃决特征试验研究[J]. 王道正,陈晓清,罗志刚,陈华勇,赵万玉. 防灾减灾工程学报. 2016(05)
[10]Seismic responses of high concrete face rockfill dams:A case study[J]. Sheng-shui Chen,Zhong-zhi Fu,Kuang-ming Wei,Hua-qiang Han. Water Science and Engineering. 2016(03)
博士论文
[1]土石坝病险识别及溃坝风险分析关键技术研究[D]. 马婧.西安理工大学 2019
硕士论文
[1]土石坝漫顶溃决机理模型及数值模拟方法研究[D]. 陈淑婧.北京工业大学 2015
本文编号：3709036
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3709036.html