【摘 要】
:
堤防工程是我国防洪体系及水利基础的重要构成,当前有1/3左右的堤防工程存在着隐患和失稳风险。近年来,既能考虑堤防稳定性又能考虑生态功能的格宾支挡加固技术在河道堤防工程设计中逐步应用,应用效果显著。但随着堤防防护水位的变化频率增大,带来格宾支挡在堤防加固工程中抵抗力不足及安全系数计算模糊性等问题,尤其是缺乏对水位变化下格宾边坡的浸润时空特征及稳定全过程认知。为应对技术难题并更好地服务于实践,本文以贵
【基金项目】
:
湖南省创新型省份建设专项“湖湘高层次人才聚集工程创新团队”《深地和岛礁工程建设基础理论与前沿技术创新》(2019RS1059);
论文部分内容阅读
堤防工程是我国防洪体系及水利基础的重要构成,当前有1/3左右的堤防工程存在着隐患和失稳风险。近年来,既能考虑堤防稳定性又能考虑生态功能的格宾支挡加固技术在河道堤防工程设计中逐步应用,应用效果显著。但随着堤防防护水位的变化频率增大,带来格宾支挡在堤防加固工程中抵抗力不足及安全系数计算模糊性等问题,尤其是缺乏对水位变化下格宾边坡的浸润时空特征及稳定全过程认知。为应对技术难题并更好地服务于实践,本文以贵州省剑河清水江防洪堤项目为依托工程,针对该项目所采用的防洪堤形式——加筋格宾挡墙边坡开展研究,分析总结格宾堤防边坡在水位暂稳状态及升降状态时的渗透力变化、支挡结构的变形、浸润演化过程等,结合模型试验数据及浸润线形态,模拟计算格宾堤防边坡动态水头下(水位暂稳状态及升降水位变化)的边坡全状态稳定系数,并以数学函数关系归纳表达。本文主要研究工作及研究成果如下:(1)明晰了格宾堤防边坡在静、动态水位下的浸润特征,静水位浸润时呈坡脚为圆心的扇型浸润,动水位浸润时呈坡脚指向坡内的辐射型。具体形态表现在格宾堤防边坡相比素土边坡浸润响应时长增加1~2倍、平均浸润速率降低了50~70%、浸润线坡体迁移距离为素土边坡的65%、形态呈坡脚指向坡体内部的辐射状。与浆砌片石支挡方式相比,格宾挡墙与边坡土体耦合作用效果较好,边坡变形收敛时间短。坡体内饱和区域向非饱和区域转化时间相对稳定,孔隙水压随升水非线性增加、降水阶梯式缓降,且无超孔隙水压力和基底绕流现象。(2)分析了在升降水过程中影响格宾堤防边坡稳定性的敏感性因素,其影响程度大小依次为格宾支挡结构、升降水位、基岩面层。在升降水过程中,基于试验工况边坡,对于边坡稳定性的敏感性分析,其影响程度为格宾支挡结构>升降水位>基岩面层,渗流场对边坡稳定性有着关键作用,其实质性的影响因素为浸润速度,浸润速度越快,其失稳可能性越大,其水位升降幅度越大,其潜在失稳风险越高。(3)明确了格宾支挡结构在静、动态水位下对边坡稳定性的提升幅度,可有效减小边坡位移、沉降等因素,增大边坡抗剪强度,显著提高了边坡稳定性。具体表现为定水位下格宾堤防边坡的X方向位移、沉降约为素土边坡的1%,最大拉应力约为素土边坡的5.8%;动水位变化时格宾支挡边坡的水平位移约为素土边坡的67.57%,抗拉能力是素土边坡的15.58倍,在水位上升时格宾堤防边坡的计算安全性系数平均为素土边坡的1.88倍,下降时为素土边坡的11.86倍,循环上升时为素土边坡的13.04倍。(4)建立了格宾堤防边坡的边坡稳定性全状态函数,边坡稳定性在二次水位循环周期后呈类正弦函数型强度衰减态势。当水位上升时,边坡的水平位移、沉降、X方向有效拉应力随水位上升而减小,对边坡较为有利;当水位下降时,边坡的水平位移、沉降、X方向有效拉应力随水位下降而增大,而边坡内部浸润线变化滞后于坡外水位,X正向渗透压力增大,坡内形成指向坡外的渗透压力,对边坡稳定不利;当水位循环后,水位变化会造成土体基质吸力的变化,边坡土体含水量增大,孔隙水压力相比无水时较大,于边坡稳定不利。水位循环时,边坡的水平位移、沉降、X方向有效拉应力随水位上升而减小,数值都比初始较大,安全性相比初始循环状态相对减小,试验整体边坡工况呈现类似逐渐衰减的类正弦函数态势。增加格宾挡墙的稳定性远大于无格宾支挡边坡,且水位上升时安全系数增大,循环水位上升时边坡安全系数上升,仍比初始值要小,与实践工程工况一致的G4(有格宾有基岩)可有效抵御这种稳定性衰减态势,为格宾嵌入基岩的施工方式有指导意义。本文依托格宾堤防实践工程,对格宾堤防边坡的浸润特征及稳定性开展研究。基于室内模型试验与数值模拟,分析有无格宾支挡、有无基岩层边坡的渗流场、应力场、位移场的影响因素,总结出格宾堤防边坡的浸润规律及格宾挡墙的支护效果,探究了影响格宾堤防边坡稳定性的敏感性因素,建立了边坡稳定性全状态函数,从模型试验、数值模拟、理论推导等方面综合研究格宾堤防边坡的浸润演变与全状态稳定性。
其他文献
细菌感染是威胁人类健康的重要因素,现在阶段临床上主要采用抗生素来消灭细菌,然而随着抗生素的大规模使用,产生了许多耐药性的超级细菌,人类面临“无药可治”的境地。21世纪以来随着科技的发展纳米科技的兴起,纳米技术在在医学上的应用也越来越广泛,其中银纳米颗粒由于其具有较大的比表面积,可以产生高效的抗菌活性可以用来对抗耐药细菌。抗菌药物通常还需要结合一个良好的载体才能发挥出良好的治疗效果,水凝胶由于其良好
图像融合技术是将不同成像方式所形成的多模态图像包含的互补信息融合在一起,生成一幅信息更丰富的合成图像。在分子生物学领域,荧光图像提供与生物细胞蛋白质分布相关的功能信息,但空间分辨率较低,而相衬图像提供高分辨率的结构信息。荧光与相衬图像的融合对亚细胞定位、蛋白质功能分析和基因表达等的研究具有重要意义。在上述研究背景下,本文分别基于传统变换域方法和当前流行的深度学习方法对荧光与相衬图像融合问题进行深入
不锈钢因具有耐腐蚀性强、低温韧性好和比强度高等特点,不仅用于制造门窗、楼梯、立面装饰等非结构构件,还应用于桥梁、港口、海洋平台等基础设施的结构构件中。随着经济和相关技术的快速发展,钢管结构体系中涌现出多种新型钢管节点,相贯节点就是其中典型代表。相贯节点一经出现,就因传力明确、造型美观、连接方便、节省钢材等特点而广泛应用于实际工程中。近年来,国内相关学者陆续开展关于不锈钢相贯节点的力学性能研究,但对
遥感技术作为现代前沿技术的代表之一,其在生产生活中所发挥的作用也越来越大。遥感影像分辨率的增加,保证了地物细节的高度呈现,即使是细微信息也可被识别,遥感技术也进入到高分辨率发展新时期。但是遥感影像数据的分辨率的提升同时也会导致光谱信息相同但所对应地物目标信息不同的情况愈发严重。为了更好地进行水资源监管和有效利用、灾害监测与治理和环境保护,本文重点针对不同数据源的水体信息识别与提取方法进行探究并分析
深度神经网络模型因为其优秀的性能被广泛用于人脸表情识别研究。但是,现有的人脸表情数据集仍存在着数据量不足和种类不均衡的问题,这已经逐渐成为提高表情识别率的瓶颈。生成对抗网络可以生成多样化的图像,在数据增强领域取得了良好的效果,有效的提升了深度学习在情感计算方面的性能。基于此,本论文利用生成对抗网络对人脸表情数据集进行增强,以提升人脸表情分类的准确率。论文的主要研究工作如下:(1)将Star GAN
伴随着矿产资源的消耗使用,矿山生产活动愈来愈多,常年的开采给矿山带来了大量且范围较广的采空区,采空区对矿山的安全造成愈加严重的威胁,带来的岩层错动、裂缝变形等现象逐步危化,采空区的危险性给矿山安全带来了一定的安全隐患,成为评价矿山安全的重要因素。本文为克服采空区危险性具有的隐蔽性以及不确定性特点,通过改进信息熵的粗糙集知识与支持向量机理论,结合粒子群优化,构建了一种采空区危险性分级模型,并采用数值
本学位论文首先从理论和算法的角度,分析了Ritt-特征列,Wu-特征列与Grobner基在基本理论和应用上的特征与本质区别,然后通过使用伪除法系统揭示了Ritt-特征列,Wu-特征列与既约Grobner基之间的内在联系;在此基础上给出了一个在字典序下通过使用既约Grobner基计算出Ritt-特征列的可行算法,并给出仅使用简单的除法算法就可判别所得Ritt-特征列是否为Wu-特征列的一个简单有效的
在弹性动力学领域,用Green函数法、复变函数法以及多极坐标法求解双相介质材料界面处不同空间的圆形孔洞和多裂纹对出平面波的散射问题。在本文中主要利用相应的Green函数,研究双相介质界面附近圆孔与多裂纹存在时对出平面波的散射问题。主要工作如下:一、构造裂纹。采用“切割”方法构造裂纹:在完整的半空间的基础上,利用裂纹处切向应力为零的特点,在出现裂纹区域加置反向应力,构造出第一条裂纹,并以此类推,逐条
本文在Uribeand Schmitt-Grohe(2003)的框架下,采用两种不同的方法来引进耐用消费品并求解一阶条件,在所求得的数值解的基础上测算模型的二阶矩,由此对中国的“消费高波动”难题做出了解释。发展中国家的经济周期具备着与发达国家不同的特征,“消费高波动”就是其中的重要一环。Aguiar and Gopinath(2007)和 Uribe and Yue(2006),Neumeyer