波浪对三峡库区路基边坡的侵蚀作用及边坡坍塌破坏试验研究

摘要

三峡水电站的修建,导致三峡库区水位大幅上升,水域面积更加宽阔,使风力在水面的吹程急剧增加,形成较大波高的风浪.再加上大型船舶的通航,成库后波浪对库岸沿线公路路基边坡的破坏将会更加剧烈.该论文从波浪对路基破坏状况实地调研资料入手,总结出波浪对路基边坡冲蚀破坏主要分为两类:1)波浪对散体路基边坡(含大量碎石颗粒的路基边坡、抛石护坡等)的冲刷破坏;2)波浪对粘性土质路基边坡的淘蚀破坏.波浪对散体边坡的冲刷,实际上是颗粒在波浪作用下的受力起动问题,力的大小主要由波要素(波高)、斜坡倾角和颗粒粒径决定,且通过对破波各阶段颗粒的受力分析,可知颗粒在破波瞬间受到的作用力最大.作者在实验室内,对整体(光板)斜坡进行了若干组不同波高、不同斜坡倾角的组合试验,对散体斜坡进行了若干组的不同波高、不同斜坡倾角和不同颗粒粒径的组合试验,获得了大量的实测压力值.后期数据处理,从实测压力值出发,在现有仅用于计算整体斜坡波浪正压力的苏联公式基础上,以获得较高相关系数为标准,采取单因素逐级回归分析的方法,最终修正了整体斜坡波浪正压力计算公式,更重要的是获得了散体斜坡波浪正压力计算公式,以及整体、散体斜坡波浪沿斜坡向上、沿斜坡向下和平行于岸线方向的水平压力计算公式,解决了波浪对散体颗粒冲刷破坏的受力计算问题.波浪对粘性土质路基边坡的淘蚀,其破坏程度主要由波要素(波高)、土坡倾角和土坡密实程度决定.作者取两种坡度和若干组波高、土坡密实度进行了较长时间的土坡冲刷试验,提出了粘性土质路基边坡在波浪作用下的破坏是一种重复性坍塌破坏,其破坏程度随波高、土坡倾角的增大或土坡密实度的降低而加剧.该文拟交通部交通建设科技项目

目录

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第一章绪论

1.1波浪对人类活动的影响

1.2波浪对岸坡作用特征简介

1.3波浪传播理论研究现状

1.3.1规则波理论

1.3.2不规则波理论

1.3.3波浪由深水向浅水传播时波要素的变化

1.4波浪破碎时岸坡坡面波流速大小及分布研究现状

1.5波浪破碎时岸坡坡面波压力大小及分布研究现状

1.6波浪破碎时在岸坡上的爬高研究现状

1.7波浪作用下海岸岸滩的形态演变研究现状

1.8本文研究的目的和意义

1.9本文研究的内容和方法

第二章库区成浪特征及波要素计算

2.1库区地形地貌、气候、水文地质和岸坡材料特征

2.1.1地形地貌特征

2.1.2气候特征

2.1.3水文地质特征

2.1.4岸坡材料特性

2.2三峡库区波浪对库岸路基边坡的破坏作用

2.3库区波浪特征分析

2.4风浪要素计算方法

2.5库区风浪要素计算实例

第三章波浪对散体岸坡破坏机理分析

3.1波浪对岸坡作用机理概述

3.2波浪作用下岸坡坡面颗粒受力分析

3.2.1波浪破碎时刻坡面上颗粒受力特征

3.2.2波浪回落时刻坡面上颗粒受力特征

3.3波浪作用下散体坡面颗粒运动分析

3.3.1波浪破碎瞬间对入射点的冲击

3.3.2破波后形成的上爬水流对颗粒的作用

3.3.3波浪回落形成的坡面流对颗粒的冲刷

第四章波浪对斜坡正压力试验研究

4.1各向压力试验试验方案简介

4.2整体式斜坡正压力

4.2.1分析原理

4.2.2数据分析

4.3散体斜坡正压力

4.3.1分析原理

4.3.2数据分析

4.4小结

第五章波浪对斜坡向上压力试验研究

5.1整体式斜坡沿坡面向上压力

5.1.1分析原理

5.1.2数据分析

5.2散体斜坡沿坡面向上压力

5.2.1分析原理

5.2.2数据分析

5.3小结

第六章波浪对斜坡向下压力试验研究

6.1整体式斜坡沿坡面向下压力

6.1.1分析原理

6.1.2数据分析

6.2散体斜坡沿坡面向下压力

6.2.1分析原理

6.2.2数据分析

6.3 小结

第七章波浪对斜坡水平压力试验研究

7.1整体式斜坡水平压力

7.1.1分析原理

7.1.2数据分析

7.2散体斜坡水平压力

7.2.1分析原理

7.2.2数据分析

7.3小结

第八章波浪作用下土坡坍塌破坏试验研究

8.1试验方案简介

8.2波浪对土坡坍塌破坏试验结果

8.3波浪对土坡坍塌破坏机理分析

第九章结论与建议

10.1本文主要结论

10.2作者几点建议

致谢

参考文献

附录A

附录B

附录C

附录D

附录E