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路基边坡排水孔淤堵机理及新型排水结构开发
| 论文题名： | 路基边坡排水孔淤堵机理及新型排水结构开发 |
| 关键词： | 路基边坡;排水孔;淤堵机理;仰斜式排水孔;虹吸式排水 |
| 摘要： | 水是引起边坡失稳的重要因素之一，工程中经济、有效的排水方法是沿坡体方向钻设排水孔，但随着运营时间的增加，排水孔的淤堵与失效在所难免，因此研究排水孔淤堵机理以及开发新型排水结构成了解决这一问题的关键。 论文基于排水孔淤堵机理研究，针对仰斜式排水管和虹吸排水管两类排水结构的特点，对其结构进行改进，开发了易维护式排水结构和虹吸排水自启动结构，并建立了路基边坡排水结构足尺实验模型，通过降雨-排水的模拟，开展路基排水足尺试验研究，验证了相关技术与装备的可行性，揭示了排水孔物理淤堵发展的过程，研究了仰斜式排水孔筛网与土工布的反滤效果以及长期排水速率变化趋势，确定了虹吸自启动阈值。 论文主要成果及结论如下： （1）通过理论分析和现场实验，揭示了排水孔的淤堵机理，细微颗粒沉积在土工织物表面发生絮凝、固结，随着时间的增加，排水管外壁形成不易溶解的物质结构。土中的细微颗粒是仰斜式排水孔发生物理淤堵的主要原因，适度增加排水管外壁土工织物的等效孔径有利于提升其抗淤堵、排水能力。 （2）从淤堵机理与排水管结构特征出发，分析了排水孔长期排水能力下降影响因素，系统研究了仰斜式排水管的透水与反滤方式，对传统排水管结构进行了改进，开发了易维护式排水结构；针对传统虹吸排水结构易淤堵、启动困难的不足，对其结构进行改进，开发了基于降雨量的虹吸排水自启动装置。 （3）建立排水结构足尺实验模型，包括模拟降雨自动控制子系统与路基实验模型监测子系统。通过强降雨条件下排水孔长期排水效率、淤堵周期对路基边坡稳定性的影响的足尺实验模拟，发现降雨入渗所形成的地下水浸润线面是不规则的曲面，排水孔对入渗雨水的引导、排出改变了雨水的渗透路径，通过周期性降雨各传感器反应速率验证了易维护式排水结构维护方便，集排水反滤优势于一体的特点。 （4）通过常水头、变水头以及虹吸排水模型试验，模拟了不同降雨条件下户外路基边坡地下水位变化，验证了易维护式排水结构筛网、土工布双层组合下的长期排水速率与反滤效果，确定了虹吸排水自启动的初步条件，进而对虹吸式排水结构布设的结构形式进行了改进。 |
| 作者： | 袁威 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 阎宗岭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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