【摘 要】
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鄱阳湖是我国第一大淡水湖,江西省90%以上的水系都经鄱阳湖流入长江,对长江中下游具有防洪调蓄作用。但是,鄱阳湖流域连连遭遇极端降雨影响,多处圩堤出现流土、管涌等渗透破坏。鉴此,本文以鄱阳湖防洪圩堤为研究对象,结合现场调研、室内外试验和数值分析相结合,运用流固耦合理论,选取固定库水位耦合降雨时刻、固定库水位耦合降雨类型、库水位升降、库水位升降耦合降雨时刻、库水位耦合降雨强度、库水位升降耦合降雨类型等
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鄱阳湖是我国第一大淡水湖,江西省90%以上的水系都经鄱阳湖流入长江,对长江中下游具有防洪调蓄作用。但是,鄱阳湖流域连连遭遇极端降雨影响,多处圩堤出现流土、管涌等渗透破坏。鉴此,本文以鄱阳湖防洪圩堤为研究对象,结合现场调研、室内外试验和数值分析相结合,运用流固耦合理论,选取固定库水位耦合降雨时刻、固定库水位耦合降雨类型、库水位升降、库水位升降耦合降雨时刻、库水位耦合降雨强度、库水位升降耦合降雨类型等六种工况,旨在探明鄱阳湖防洪圩堤稳定性规律,并依据分析结果判别出险形式,进而从技术的角度对险情工况提出最佳除险加固方案。主要研究成果如下:（1）计算分析得到六种工况作用下防洪圩堤非稳定渗流场分布规律。结果表明:对于整体孔压而言,同一坝坡上部孔压大于下部孔压,同一水平高程上游坡大于下游坡;对于六种工况而言,整体孔压影响最大的为库水位升降耦合降雨时刻;对于单一工况而言,整体孔压影响最大各为4 m/d（不同速率）、前锋型（不同雨型）、0.06 m/d（不同雨强）、20-30 d（不同时刻）;对于整体浸润线而言,库水位升降耦合降雨强度滞后程度最大,降雨强度越大,由坡内向坡外渗流情况明显,下游坝坡浸润线抬升至最高。（2）计算分析得到六种工况作用下防洪圩堤稳定性变化规律。结果表明:不同速率的安全系数均大于1.15,则失效概率均为0%,而可靠性指标大于3,不同雨强（0.06m/d）最大失效概率为20.29%,不同降雨时刻（20-30 d）最大失效概率约为50.65%,不同降雨类型（前锋型）最大失效概率约为3.08%;库水位升降耦合降雨可靠性指标均小于3,库水位升降速率越大,降雨强度越大,降雨时段靠后,失效概率越大,可靠性指标越低。因此,通过各工况因素影响程度发现其验证结果与Morgenstem-Price法是一致的,从侧面证明计算的正确性。（3）计算分析得出危险工况的出险形式。结果表明:出现流土破坏有固定库水位23 m+降雨时刻20-30 d+降雨强度0.06 m/d、库水位上升4 m/d+降雨时刻0-10 d+降雨强度0.06 m/d、库水位上升4 m/d+前锋型;出现管涌破坏的有固定库水位23 m+降雨时刻20-30 d+降雨强度0.06 m/d,管涌点位于距下游坡坡脚0.2 m;出现脱坡破坏的有库水位下（或固定库水位）+降雨强度0.06 m/d+降雨时刻20-30 d。（4）计算分析得出最佳出险加固措施。结果表明:流土破坏最佳除险加固方案为设置透水后戗台,逸出坡降集中在0.66～0.080之间,逸出坡降减少了97%左右;在管涌破坏最佳除险加固方案为设置反滤铺盖,最大逸出坡降为0.159,减少了87.7%;脱坡破坏最佳除险加固方案为设置固脚阻滑,其安全系数提升了16.6%,逸出点高程降低22.4%。
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