堤基管涌模型试验及形成机理研究

摘要

堤基管涌危害性极大且发生频率高,它的发展过程还具有复杂性和随机性,关于堤基管涌渗透变形的机理目前还存在较大争议。因此,对堤基管涌的研究,具有非常重要的现实意义。
　　本文采用了砂槽模型试验进行研究,在各种试验条件下产生管涌现象,并记录下相关的试验现象和数据,以此为基础分析探究管涌产生发展破坏过程的机理。通过对试验现象和试验数据的分析对比,总结出管涌在产生发展破坏过程当中的一些规律,以受力分析的方式阐述了堤基管涌并合理地解释了管涌过程中的一些现象,有利于进一步提高对管涌机理的认识。得到的主要成果有以下几个方面:
　　①对于单层堤基管涌孔口都产生在堤内坡脚处,管涌通道的位置都发生在堤基砂层的顶部,以流土型土体为地基的单层堤基管涌通道的渗透破坏开始于堤内坡脚处,而以“管涌”型土体为地基的单层堤基管涌通道的渗透破坏开始于堤基砂层的顶部;
　　②对于双层堤基管涌孔口都产生在覆盖层薄弱处,管涌通道的位置也都发生在堤基砂层的顶部,无论是以流土型土体为地基的双层堤基还是以“管涌”型土体为地基的双层堤基,管涌通道的渗透破坏都开始于覆盖层薄弱处;
　　③以流土型土体为地基的单层堤基管涌通道渗透破坏开始时的临界水力坡降主要取决于土体中主体颗粒的性质,而以“管涌”型土体为地基的单层堤基管涌通道渗透破坏开始时的临界水力坡降主要取决于土体中细颗粒的性质,但是粗颗粒性质的影响也是不可忽视的;
　　④对于双层堤基管涌通道渗透破坏开始时的临界水力坡降和连通上游时的临界水力坡降主要取决于覆盖层与堤身,而非土体颗粒本身的性质,覆盖层薄弱处的厚度决定管涌通道渗透破坏开始时的临界水力坡降,由堤身引起的地基应力决定管涌通道发展的过程和连通上游时的临界水力坡降。

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第1章 绪论

1.1 选题依据及研究意义

1.2 提防管涌险情分析

1.3 管涌研究的国内外现状

1.4 本文研究的主要内容

1.5 本章小结

第2章 室内模型试验设计

2.1 引言

2.2 模型试验方案设计

2.3 试验系统

2.4 试验准备与试验步骤

2.5 本章小结

第3章 单层堤基管涌模型试验

3.1 引言

3.2 天然砂单层堤基管涌模型试验

3.3 人工二元结构砂单层堤基管涌模型试验

3.4 本章小结

第4章 双层堤基管涌模型试验

4.1 引言

4.2 天然砂双层堤基管涌模型试验

4.3 人工二元结构砂双层堤基管涌模型试验

4.4 本章小结

第5章 试验现象和产生机理分析

5.1 堤基管涌产生机理分析与探讨

5.2 管涌产生位置分析

5.3 管涌发展过程中的影响因素分析

5.4 本章小结

结 论

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果