南水北调工程淅川段渠道边坡渗流稳定性分析

摘要

南水北调中线工程淅川段大部分处于膨胀土段，对边坡的稳定性分析显得尤为迫切。工程建设是否真的达到预期建设目的与边坡是否稳定密切相关，而影响边坡稳定性的因素十分众多，边坡失稳的主要因素之一就是地下水渗流，所以分析地下水渗流对边坡稳定性的影响具有很重要的意义和实际的工程价值。本文选取南水北调中线工程淅川段的典型渠段为研究对象，立足于渗流的基本理论，通过数值模拟和有限元分析计算，研究边坡处于不同的地下水位时的稳定性情况，得出结论从而指导工程实践。本文主要研究内容如下:
　　1、取不同的地下水位分别建立渠道边坡的三维有限元渗流模型，应用Seep3D软件对所取的不同地下水位的渗流模型进行分析求解，分别得到了边坡浸润线图和浸润线的精确坐标。
　　2、基于Seep3D软件建模分析得到的边坡浸润线图和浸润线精确坐标，再用理正软件对边坡渗流稳定性进行分析。
　　3、通过理正软件分析得到抗滑稳定安全系数，与我国的《堤防工程设计规范》(GB/T50286-98)中通过查表得到的抗滑稳定安全系数进行大小比较，从而界定所选渠段边坡的是否会发生破坏。
　　4、通过理论分析、数值模拟，以及人工智能优化后确定出适用于南水北调中线渠道工程的具有普遍性、实用性的技术和方法，对渗流作用下的边坡的稳定问题的分析和安全评价提供一套理论和技术支持。为实际工程的建设中出现相类似的情形提供一个参考，待足够多的工程实际验证以后便可以在实际工程中加以运用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 项目背景与必要性

1．2 项目研究的目的和意义

1．3 渗流的研究发展

1．4 稳定分析国内外现状

1．4．1 边坡稳定分析方法概述

1．4．2 稳定分析主要方法

1．5 渗流对边坡的作用途径

1．6 研究的内容

1．7 本章小结

第2章 渗流

2．1 概述

2．2 基本概念

2．2．1 渗流的分类

2．2．2 渗流的基本计算物理量

2．3 渗流的基本定律-达西定律

2．3．1 达西定律概述

2．3．2 定律的适用范围

2．3．3 达西定律公式的推广

2．4 渗流的基本参数

2．5 渗流的基本方程

2．5．1 渗流的运动方程

2．5．2 渗流的连续性方程

2．5．3 渗流的基本微分方程

2．6 渗流的边界条件

2．6．1 二维渗流的基本方程

2．6．2 定解条件

2．6．3 初始条件

2．6．4 边界条件

2．7 本章小结

第3章 边坡稳定分析

3．1 概述

3．2 无粘性土土坡稳定性分析

3．2．1 一般情况下的无粘性土土坡

3．2．2 有渗流作用时的无粘性土坡

3．3 边坡稳定的分析方法

3．3．1 瑞典条分法

3．3．2 毕肖普条分法

3．3．3 杨布条分法

3．3．4 不平衡推力法

3．4 莫尔—库伦强度破坏准则

3．4．1 土的抗剪强度规律

3．4．2 土的极限平衡状态

3．5 本章小结

第4章 有限元在渗流问题上的应用

4．1 渗流有限单元法简介

4．2 有限单元法求解的基本过程

4．2．1 有限单元法求解的基本思想

4．2．2 有限单元法的基本求解

4．3 有限元控制方程—三维渗流稳定问题

4．4 本章小结

第5章 Seep3D软件应用实例介绍

5．1 关于软件Seep3D的介绍

5．2 Seep3D软件分析均匀土石坝渗流的程序

5．2．1 Seep3D的操作程序

5．2．2 Seep3D软件的总结

5．3 本章小结

第6章 南水北调中线工程淅川段渗流计算

6．1 工程总体概况

6．1．1 渠道基本概况

6．1．2 左岸排水建筑物基本情况

6．2 气象水文资料

6．2．1 气象基本资料

6．2．2 水文基本资料

6．3 工程地质资料

6．4 渠道模型建立及其渗流计算计算结果

6．4．1 模型建立条件概述

6．4．2 第一种模型(地下水位高于渠底5米时)

6．4．3 第二种模型(地下水位高于渠底7米时)

6．5 渗流计算结果分析

6．6 本章小结

第7章 边坡稳定分析计算

7．1 理正软件功能概述

7．2 理正软件介绍

7．2．1 理正软件的计算流程图

7．2．2 均质等厚土层土坡稳定计算数据的交互界面

7．3 计算参数的选定

7．4 边坡稳定计算结果

7．5 稳定计算结果分析

7．6 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

个人简介及在校期间参研的课题及发表的论文