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基于离散元颗粒流分析的公路边坡排水管淤堵机理研究
| 论文题名： | 基于离散元颗粒流分析的公路边坡排水管淤堵机理研究 |
| 关键词： | 公路边坡;排水淤堵;离散元;数值模拟 |
| 摘要： | 我国公路建设高速发展，为社会现代化提供了有力支撑。目前所建设的公路经常穿越山区、丘陵等复杂水文地质区域，这对公路建设技术提出了极高的要求。“十滑九水”充分说明水对边（滑）坡的影响十分明显，早已被工程实践所证实。边坡内置的排水管随着使用时间增加，自身排水能力下降甚至出现故障，这直接影响到坡体的稳定性，会导致严重的安全隐患。因此疏干坡体水分是维持坡体稳定不可或缺的手段。目前，关于排水孔淤堵的解决方案多数仍处于理论阶段，在微观领域的渗流淤堵更是十分缺少亟需开展相关研究。本文基于PFC离散元颗粒流软件，构建在渗流场下的单元排水结构，系统性分析淤堵规律和机理，并进行室内模拟验证，主要有以下研究内容： （1）通过查阅相关文献，收集到关于红层粘土的室内三轴试验数据，基于PFC开展三轴试验数值模拟，进行微观参数的调整，达到与室内试验基本一致效果。将微观参数提取保留，作为后续建立单元排水结构的数据支撑。 （2）在PFC内建立渗流条件下排水单元结构模型，对颗粒位移，力链变化，颗粒流失率等参数进行分析，而后对于会影响淤堵的三大因素：摩擦系数、流体因素、土工布等效孔径，进行深层次研究，并结合模拟结果提出新型可更换式排水管结构层次，构建相应模型，进行微观层面的淤堵机理研究。 （3）结合数值模拟的结果，开展室内试验验证，通过在不同工况下进行的常水头试验。与传统排水管相比，新型可更换式排水管抗淤堵能力得到一定提升，能够及时将边坡内部水排出坡体，有利于维持边坡工程的稳定，并且容易清洗更换，大幅提高公路边坡排水管服役期限。 |
| 作者： | 许志鹏 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 唐胜传;徐峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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