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考虑应力场耦合作用的均质土堤渗流场理论分析与模型试验研究

邹新军

  土质堤防因具有能就地取材等优点而为水利及防洪工程广泛采用,合理分析与计算高洪水位作用下堤防的渗流及稳定性、为除险加固提供技术支撑具有重要的工程实际意义。因实际工程中堤防的作用水头、堤身断面形状、填土性质、地质条件、土层结构和性质、地形条件等均千变万化,导致难以全面而准确地分析其渗流场分布并采取有效的防渗措施。为此,本文论述了不同条件下渗流微分方程的建立及其定解条件、简要介绍了常用的堤防渗流计算和稳定分析方法,并针对上述因素概化出典型条件,在室内进行了均质土堤渗流模型试验。重点测试了土堤在两种不同静水位下堤身土体内土压力和孔隙水压力的变化及相互影响,由此获得了恒定流下堤身渗流场的分布规律。同时,对水位骤降、骤升、交替变化及动水等情况下的渗流场也进行了测试,为非稳定渗流分析打下基础。此外,考虑到应力场中的应力会改变土体渗透系数进而影响渗流场、而渗流场也因其产生的渗透力会导致应力场发生变化,两者之间存在耦合作用,本文基于渗流场应力场耦合分析的数学模型编制了渗流计算有限元程序CCOSAS1.0,其计算结果和采用规范方法所获得的解答与实测值的对比分析表明,该规律合理且具有一定的代表性,可用以分析险情发生原因、评价堤身堤基安全状况及设计与优化渗流控制措施。……   
[关键词]:堤防;渗流场;应力场;渗透破坏;耦合分析;有限元法;模型试验
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:湖南大学2001年