城子河引水闸基础防渗措施研究

城子河引水闸基础防渗措施研究

水利工程中,水流对水工建筑物的破坏来自于两个方面,即地表水和地下水,地下水形成的闸基渗流现象处于不可见状态,渗流破坏往往难以在第一时间发现,导致水利工程中渗流破坏一旦发生,情况会很严重。成子河分洪闸位于苏北坳陷区,地质条件复杂,自从1990年后国家地震局一直把其列入地震重点危险监视区范围内。该区域水工建筑物的地质条件复杂,容易产生渗流破坏,因此有必要对成子河分洪闸闸基防渗措施进行研究,减小渗流对该工程造成影响。本文从砂槽模型试验和数值模拟两个方面研究了成子河分洪闸闸基渗流的特性,并在此基础上对防渗桩的高度和渗流量等要素间的关系进行了研究,主要研究内容如下:1.分析了国内外渗流力学研究现状和渗流模型试验发展状况,简述了渗流研究的基本理论和渗流数值模拟运用的有限单元法及砂槽模型试验需要满足的相似准则。2.依托成子河分洪闸工程,根据试验场地情况,按照一定比尺建立砂槽渗流模型,通过容重控制试验中土层的密实度,由与砂槽模型一侧测点连接的测压管测量其沿程渗透水头。先后对无压渗流、有压渗流进行了试验研究,有压渗流研究中分析了混凝土地下连续墙、钢板桩、膨胀灌注桩三种不同性质的防渗桩,在本试验条件下对比三种防渗桩的防渗效果发现膨胀灌注桩较其它两种防渗桩在成子河分洪闸闸基下防渗效果更好,能更好的降低沿程渗透坡降和单宽渗流量。3.运用Geo-Slope软件中的二维渗流Seep/W模块对成子河分洪闸闸基进行数值模拟,通过比较数值模拟和砂槽模型试验的结果,发现两者渗透压力水头沿程变化趋势基本一致,文中对其误差进行了分析。4.运用Geo-Slope软件对防渗桩的高度进行了优化研究,分析了防渗桩在不同高度下渗透水头、渗透流量等渗透特性的差异,探索研究了桩深与孔隙水压力和单宽渗流量之间关系。

基本信息

题目成子河分洪闸闸基防渗措施研究
文献类型硕士论文
作者张春辉
作者单位扬州大学
导师奚斌,康立荣
文献来源扬州大学
发表年份2020
学科分类工程科技Ⅱ辑
专业分类水利水电工程,水利水电工程
分类号TV223.4
关键词闸基渗流,砂槽模型,数值模拟,渗透水头,单宽渗流量
总页数:88
文件大小:6074K

论文目录

摘要
Abstract
第一章 绪论
  1.1 论文研究工程背景及意义
  1.2 国内外研究现状及进展
  1.3 本文研究主要内容和方法
第二章 渗流研究的基本理论
  2.1 达西定律
  2.2 渗流运动方程
  2.3 渗流连续方程
  2.4 渗流基本微分方程式
    2.4.1 稳定渗流微分方程
    2.4.2 非稳定渗流微分方程式
  2.5 数值模拟的有限单元法
    2.5.1 有限单元法基本原理
    2.5.2 有限单元法求解方法
    2.5.3 变分有限单元法计算公式[61-65]
  2.6 砂槽模型相似准则
  2.7 本章小结
第三章 成子河分洪闸闸基渗流物理模型试验
  3.1 工程背景资料
  3.2 试验装置
    3.2.1 土体容重试验
    3.2.2 砂槽模型
  3.3 试验目的和内容
  3.4 试验工况
  3.5 数据采集及分析
    3.5.1 无压渗流试验
    3.5.2 有压渗流试验
  3.6 本章小结
第四章 成子河分洪闸闸基渗流数值模拟
  4.1 GeoStudio中SEEP/W模块介绍
  4.2 成子河分洪闸闸基渗流二维数值模拟
    4.2.1 控制方程及边界条件
    4.2.2 二维建模及网格划分
    4.2.3 计算工况
    4.2.4 数值模拟与物理模型试验结果对比分析
  4.3 防渗桩深度对渗流影响研究
  4.4 本章小结
第五章 总结与展望
  5.1 总结
  5.2 研究论文展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目和研究成果

参考文献

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