公路防护结构物抗水毁冲刷模拟分析研究

摘要

近年来，我国公路建设持续快速发展，公路对国民经济发展的作用越来越显著。但与此同时，公路遭受水毁破坏的现象也越来越明显。从我省和国内其他省份近年来的公路水毁情况可以看出，公路水毁问题十分严重，给人民生命财产造成极大损失。因此，十分有必要采取科学的方法对公路防护结构物的防护形式进行合理设置，以保证道路与桥涵的稳定性，避免水毁灾害的发生。
　　本文致力于公路防护结构物抗水毁冲刷模拟分析的研究，在借鉴国内外相关研究成果基础之上，研究公路防护结构物抗水毁冲刷的关键技术，遵循“预防为主，防治结合”的方针。依据以下内容开展了研究:
　　(1)调查近些年来辽宁省普通公路水毁基本情况，分析普通公路防护结构物水毁类型、成因机理及形成条件。
　　(2)通过阅读、学习大量相关资料，研究流体动力学软件Fluent软件包的组成，以及前处理器Gambit软件的使用，包括熟练掌握模型的网格划分情况、设置边界条件等，从而为公路防护结构物抗冲刷数值模拟打好基础。
　　(3)在水毁调研和分析的基础上，结合VOF模型，利用计算机仿真模拟软件Gambit建立公路防护结构物的几何模型，并将得出的网格文件导入Fluent中进行求解。
　　(4)通过数值模拟，对公路防护结构物抗冲刷机理能够进一步了解，得知公路防护结构物布置形式的合理性对路基与桥涵抗水毁方面的影响很大，并提出公路防护结构物合理的布置形式。
　　(5)根据水毁调研、公路防护结构物水毁形成机理分析以及公路防护结构物抗冲刷数值模拟计算，确定了影响公路防护结构物水毁的因素，提出公路防护结构物水毁防治技术对策，并对本次研究下阶段的研究工作进行了展望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及存在的问题

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 公路防护结构物抗水毁存在的问题

1．3 本文的研究内容及技术路线

1．3．1 本文的研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 辽宁省普通公路防护结构物水毁技术特征

2．1 概述

2．2 辽宁省普通公路水毁概况

2．3 普通公路水毁防治措施

2．3．1 路基水毁防治措旌

2．3．2 桥梁水毁防治措施

2．3．3 涵洞水毁防治措施

2．4 普通公路防护结构物类型及其适用条件

2．4．1 普通公路防护结构物类型

2．4．2 普通公路防护结构物适用条件

2．5 普通公路防护结构物水毁类型及成因机理

2．5．1 普通公路防护结构物水毁类型

2．5．2 普通公路防护结构物水毁成因机理

2．6 本章小结

第三章 FLUENT软件在VOF模型中的应用

3．1 Fluent软件概述

3．1．1 Fluent软件包的组成

3．2 前处理器Gambit软件的使用

3．2．1 GambR软件简介

3．2．2 Gambit软件鼠标用法

3．2．3 Gambit软件实例操作

3．3 Fluent软件的使用

3．4 本章小结

第四章 普通公路防护结构物抗冲刷数值模拟

4．1 理论模型

4．1．1 模型控制方程

4．1．2 控制方程的离散化方法与算法

4．1．3 模型的边界条件

4．2 圆形石笼与椭圆形石笼护墩对比模拟研究

4．3 顺直河道中丁坝防护模拟研究

4．3．1 丁坝概述

4．3．2 丁坝总体布置的影响因素

4．3．3 顺直河道中丁坝附近流场数值模拟

4．4 结论

第五章 普通公路防护结构物水毁防治技术对策

5．1 前言

5．2 公路防护结构物水毁的防治原则

5．3 公路防护结构物水毁防治对相关基础资料的要求

5．3．1 气候与水文资料

5．3．2 地质资料

5．3．3 公路总体设计资料

5．3．4 防护工程地形图

5．3．5 其它资料

5．4 公路防护结构物水毁防治中的环境保护

5．5 公路防护结构物抗水毁技术对策

5．5．1 公路防护结构物水毁的影响因素

5．5．2 公路防护结构物抗水毁技术对策的制定

5．5．3 公路防护结构物抗水毁技术对策

5．6 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

作者简介

致谢