过水土石坝阶梯式柔性护面试验研究

摘要

本文对用土工膜做成的阶梯式柔性底板溢洪道模型进行了泄水试验研究，初步分析了这种特殊结构形式溢洪道泄槽中水深、流速、消能率的特点和规律：试验结果表明：①在相同流量下，与常规平底泄槽相比，阶梯式柔性底板泄槽的消能效果明显，降低了泄槽下游的流速，但是，消能率随着流量的增大而减小，反映出在流量较大时，阶梯所消耗的能量占水流总能量的比重减小。因此，阶梯式柔性护面更适合用于单宽流量较小的情况；②阶梯式柔性溢流面过水时，其流速、消能率、坝面糙率及水面线等，不仅受阶梯高度的影响，还受阶梯水平长度的影响；在阶梯高度不变的情况下，阶梯的水平长度越长，消能率越大。 通过溢流表面破损试验研究，分析了在溢流时随水流下泄的尖角碎石、混凝土渣或漂浮物等物体对阶梯式土工膜溢流表面造成的损坏范围及损坏程度，结果表明：①小流量下土工膜膜袋遭受碎石或漂浮物的破损范围在膜袋外露部分外侧L/2，较大流量下破损范围更集中在外露部分外侧L/3；②漂浮物的损坏形式一般呈三角口破损，而尖角碎石对膜袋的损坏大多呈圆形孔；圆形孔破损比三角口破损及其他形状的破损对膜袋内土体流失量的影响更大；膜袋破损后将发生充水臌胀并会抬高水面线。 通过试验还发现：采用土工膜“保护帽檐”措施可有效减免膜袋表面破损及膜袋内土体的流失，并且“帽檐”的厚度越大对下侧土工膜袋的保护效果越明显。 本文还对土工膜柔性防护在工程应用中应注意的若干问题提出了建议。

目录

文摘

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声明

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容

第二章 阶梯式柔性衬护溢洪道过水模拟试验与水力特性分析

2.1试验装置与试验方法

2.2泄槽中各断面流速与水深实测值分析

2.3不同流量下的消能率

2.4泄槽中沿程水深的初步分析

2.5阶梯水平长度对水力特性的影响

2.6本章小结

第三章 土工膜溢流表面破损试验与分析

3.1模型试验设计与装置

3.2溢流表面破损试验与分析

3.3减免膜袋破损的措施

3.4本章小结

第四章 土工膜柔性防护在应用中应注意的若干问题

4.1土工膜的铺设与加固

4.2土工膜种类与厚度的选择

4.3土工膜老化等耐久性问题及其保护

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

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