辐射井用于膨胀土河渠滑坡治理的相关研究

摘要

滑坡是一种常见的自然灾害，由于其具有很大的破坏力，因而所造成的后果也非常严重。河渠滑坡不仅威胁河流大堤的防洪作用，也为该地区社会、经济的可持续发展带来许多负面影响。膨胀土具有吸水膨胀失水收缩干裂的特性，这一特性使得膨胀土地区水利工程、公路铁路建设以及工业和民用建筑等经常遭受到巨大破坏。因此，对膨胀土地区河渠滑坡治理研究具有很高的现实意义和科研意义。论文总结了膨胀土的基本特性及其对工程建设的影响，分析了降雨入渗条件下膨胀土边坡实际入渗量的问题，依据三个著名的降雨入渗模型得到入渗量的计算公式，并由降雨条件下的平均入渗量得到河渠岸坡内部地下水水位的计算公式，最后结合驷马山具体工程实例，着重研究了降雨条件下辐射井对周边地下渗流场的影响并得出以下几点主要结论：辐射井能有效降低地下水位，辐射井的排渗作用能有效减缓由降雨入渗所引起的地下水水位上升，并且能明显减小水位变化幅度；在辐射井的排渗作用中，竖井起到主要作用，其作用效果约占总量的70%左右；辐射井周边地下水水位在竖井结合水平管排渗的综合作用下，相邻截面处水位最大平均降落值并不出现在同一高程处，即对应下降漏斗曲线十分复杂，与标准漏斗曲线差异很大；在相同降雨量的前提下，连日降雨形式对应坡体内水力梯度值小于集中降雨形式下的坡体内部水力梯度值，因而降雨总量相同时，连日降雨形式使得岸坡偏安全；辐射井能改变边坡内部水力梯度分布情况，使水力梯度值呈现抛物线形状，且无论岸坡内部浸润线如何变化都不会改变岸坡内水力梯度抛物线形状分布的特性；岸坡内部最大水力梯度值出现在岸坡辐射井的上坡处，且随降雨量的增加，辐射井能够降低坡体内部水力梯度值；坡体内部水位上升时，水力梯度变化不均匀，即渗透力变化不均匀容易造成边坡局部失稳。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.1.1 河渠滑坡的研究

1.1.2 辐射井技术应用的研究

1.3 论文研究的主要内容

第二章 膨胀土的基本特性

2.1 膨胀土的分布及造成的危害

2.2 膨胀土的性质

2.2.1 膨胀土的物质组成

2.2.2 膨胀土的结构特征

2.2.3 膨胀土的基本工程性质

2.3 工程建设中的膨胀土问题

2.4 膨胀土边坡稳定受降雨条件的影响

2.5 小结

第三章 降雨对河渠边坡影响的研究

3.1 降雨的基本概念

3.2 降雨条件下入渗量的确定

3.3 降雨入渗的三个模型

3.3.1 考斯加可夫(Kosdtiaov)入渗模型

3.3.2 霍顿(Horton)入渗公式

3.3.3 葛利-恩柏特(Green-Ampt)入渗模型

3.4 降雨入渗条件下岸坡内地下水位的研究

3.5 降雨对河渠岸坡稳定的影响分析

3.6 小结

第四章 驷马山工程实例

4.1 工程试验介绍

4.1.1 试验研究背景

4.1.2 试验区地质、地貌情况

4.1.3 试验目的与方法

4.1.4 辐射井简介

4.1.5 试验内容

4.2 辐射井实际降水效果研究

4.2.1 雨量期划分

4.2.2 各雨量期降水效果分析

4.2.3 现象与结论

4.3 辐射井排渗效果研究

4.3.1 试验截面的选取

4.3.2 观测数据的选用

4.3.3 观测数据的处理方法

4.3.4 观测数据的处理结果

4.3.5 现象与结论

4.4 辐射井改变地下渗流场研究

4.4.1 渗流的基本理论

4.4.2 相同降雨量期内水力梯度的比较

4.4.3 浸润线上升与下降期内水力梯度的比较

4.5 小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文