堤基管涌模型试验及形成机理研究-水工结构工程专业论文.docxVIP

A Dissertation Submitted to Hebei University of Engineering For the Academic Degree of Master of Engineering Test study on piping by sand-bank model and the mechanism of Levee piping Candidate ：G uo Shuliang Supervisor ：P rof. Su Hui Academic Degree Applied for ：M aster of Engineering Specialty ：H ydraulic Structure Engineering College/Department ：Colleg e of Hydroelectric Power Hebei University of Engineering May, 2012 独创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北工程大学或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果 由本人承担。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 河北工程大学 有关保留、使用学位论文的规 定。特授权 河北工程大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同 意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 导师签名： 签字日期： 年 月 日 摘 摘 要 I I 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。 关键词：堤基 管涌 模型试验 机理 水力坡降 Abstract Abstract Ⅱ Ⅱ Abstract Foundation piping has great harmfullness and high frequency of occurrence, there is complexity and randomness in it’s development process. There is considerable controversy on the piping of levee seepage deformation mechanism at present. Therefore, the study of foundation piping has a very important practical significance. In this paper, it used the sand slo