原文传递
含有反滤层的多孔汇流管水力特性试验研究
| 论文题名： | 含有反滤层的多孔汇流管水力特性试验研究 |
| 关键词： | 多孔汇流管;反滤层;水力特性 |
| 摘要： | 含有反滤层的多孔汇流管是一种成本低，耐久性好、施工方便的管道，其既可以集水，又可以排水，被广泛应用于农业、市政、公路、水利、矿业等领域。虽有较强的实用性，但目前对其水力特性的研究较少，在一定程度上制约了它的发展。本文通过室内试验和理论分析，对土工织物反滤层的渗透性进行分析研究，在此基础上分析了土工织物反滤层的参数以及压力水头对多孔汇流管的汇流量及管内压力的影响，得出相应的影响关系曲线，并建立相关的关系式；同时将土工织物反滤层与砂石料反滤层下多孔汇流管的水力特性进行对比，分析两种反滤层的优缺点，为实际工程中含有反滤层的多孔汇流管的设计提供一定的建议。本文所得的主要结论如下所示： 1、本文在毛细管模型的基础上建立了精度较高的土工织物反滤层渗透系数计算方法；同时发现土工布渗透系数随着面密度和层数的增加而减小。 2、通过理论分析和试验数据拟合出含有土工织物反滤层的多孔管汇流管汇流量的表达式。并通过灰色系统理论得到土工织物的特征孔径对多孔汇流管的汇流量影响最大，其次是作用水头，其后为土工织物单层厚度，最后为土工织物的铺设层数。并得出如下规律：当其他参数一定时，汇流量随着土工织物层数的增加而减小，且趋势越来越缓，当层数增加到一定数量，汇流量变化将趋于稳定；汇流量随着面密度的增加而减小；汇流量随作用水头近似于线性增加。 3、通过对多孔汇流管汇流量的影响程度的分析可知，来流量的影响大于砂石料反滤层的河床砂厚度的影响；试验数据表明汇流量随来流量增加而增加，当河床砂厚度小于0.5m时，汇流量随着厚度增加而逐步增加，当河床砂厚度大于0.5m时，汇流量随着厚度的增加而减少，且减小的速率变缓。 4、通过理论分析将多孔汇流管的管内压降分为三种压降，分别是摩擦压降、加速压降以及混合压降，并推导出其理论计算公式，并通过试验数据的拟合，建立了较为准确的多孔汇流管的压降计算公式。从理论分析和试验数据来看多孔汇流管内压力分布最直接的影响因素是汇流量，当汇流量越大，管内压强水头越大，所产生的压降也越大，而反滤层的参数以及作用水头将会影响汇流量的大小。 5、基于土工织物反滤层和砂石料反滤层的特点，建议土工织物反滤层用于需要大量滤水、且无法建设大体积反滤层的排水系统中，如矿山的尾矿库、污水处理厂的滤水系统等。砂石料反滤层适合建设在一些靠近滤料源、且长期运行的集水建筑物中，如渗渠、渗管等。 |
| 作者： | 谢淑华 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 刘焕芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 石河子大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
