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边坡高扬程虹吸排水效果与影响因素研究
| 论文题名： | 边坡高扬程虹吸排水效果与影响因素研究 |
| 关键词： | 边坡治理工程;虹吸排水;模拟方法;排水孔;布设位置 |
| 摘要： | 随着社会经济的快速发展，边坡工程的治理和研究任务日益重要。在各种工程项目的建设过程中，经常会形成边坡，边坡的稳定与治理是影响工程项目进度、质量和进度的关键因素。滑坡是边坡的岩土体沿着贯通的剪切滑裂面发生滑移的现象，是地质灾害的主要形式之一。地下水使坡体抗剪强度降低、下滑力增大，是诱发滑坡灾害的主要因素之一。边坡治理工程通常分为两种形式:一类是控制滑坡产生的防治工程;另一类是直接治理滑坡运动的工程。 虹吸排水作用主要通过改变边坡地下水位线的形状和分布，提高边坡的稳定性。边坡虹吸排水能够实现免动力实时排水，是一种集经济性与及时性于一体的新技术，目前在边坡治理工程中尚处于探索应用阶段，因此其持续性、有效性以及影响因素尚待研究。 本文主要通过有限元数值计算，以广义达西定律与渗流场分析的基本原理为理论依据，探讨边坡高扬程虹吸排水的效果和影响因素。通过以上研究，得出以下成果和结论: (1)基于广义达西定律和渗流基本原理，将“以管代孔”法与解析单元法相结合，提出针对虹吸排水系统的数值模拟方法，按照流量和水头等价的原则，给排水孔赋予等效的渗透系数，以此模拟虹吸排水过程。同时，根据虹吸排水原理确定内水头边界条件。最后，结合试验数据证实了这种方法的合理性。 (2)确立假定条件，建立边坡三维渗流模型。以单个排水孔的模型为例，用有限元法计算虹吸排水作用前、后坡体内地下水位线与渗流场分布的变化，分析虹吸排水效果。 (3)基于以上的三维边坡渗流模型，通过变换虹吸排水系统的布设高程，计算分析相应的排水效果，总结出排水孔布设位置高程对边坡渗流场和地下水位线分布的影响规律，为实际工程中选择排水孔最佳布设位置提供理论依据。 (4)讨论多个排水孔情况下，排水孔布设间距对虹吸排水效果的影响规律，通过对比分析，得出排水效率最高时对应的孔间距，为实际工程中最佳孔间距的选择提供参考依据。 (5)排水孔的倾斜角度也是影响虹吸排水效果的一个重要因素。通过计算不同排水孔倾斜角度所对应的的边坡渗流场分布情况，得出虹吸系统倾斜角度与渗流量、地下水位分布及边坡稳定性的关系。 |
| 作者： | 任姗姗 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 尚岳全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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