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《河海大学》 2004年
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基于随机有限元的堤防渗透失稳风险分析及除险加固策略研究

李锦辉  
【摘要】:堤防是防御洪水的最后屏障,然而现有的堤防却存在很多安全隐患。比较突出的是渗透稳定问题,已经成为堤防工程中最普遍而且最难治愈的心腹之患。本文基于随机有限元方法,考虑渗透系数的空间变异性,对堤防工程的渗透稳定问题进行了风险分析;并以全生命周期成本为决策准则,引入了二阶段决策法对堤防的除险加固策略进行了研究。全文主要内容包括: 1.采用改进的初流量法对三维稳定渗流进行了确定性有限元分析。改进的初流量法既保持了只需一次形成和分解总体传导矩阵的优点,又解决了初流量法解不稳定的问题。 2.由于渗透系数存在着明显的空间变异性,所以将其视为随机场进行研究。直接将其引入泛函变分表达式中,应用小参数摄动法,推导了三维稳定渗流的随机变分原理和相应的有限元列式,并进一步给出了水头、水力坡降的均值及方差表达式。 3.采用三维可分向量随机场的局部平均进行随机场的离散,并用Taylor展开法随机有限元对三维稳定渗流进行分析,在此基础上,引进风险分析决策理论,进行了堤防的渗透失稳风险分析,计算了其风险率。 4.引入了二阶段风险决策法进行堤防除险加固决策,使得加固的堤防渗透失稳风险达到最佳风险率,同时使其全生命周期成本达到最小。 5.本文全面考虑堤防建设费用、除险加固费用和失效费用,以全生命周期成本最小为决策准则,对堤防渗透稳定的最佳风险水平进行了研究。 6.针对南京秦淮河武夷绿洲段堤防工程,对其三维稳定渗流进行了确定性有限元及随机有限元分析,并计算了此段堤防的风险率;此外,根据计算成果,提出此段堤防需要防渗加固,并对加固方案做了简要分析。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TV871

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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5 记者 闫雪静;本市水库汛期前完成除险加固[N];北京日报;2006年
6 记者 乔宇通讯员 夏丽娟 罗晋;水利设施除险加固确保安全度汛[N];珠海特区报;2007年
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1 冯涛;潍坊市嵩山水库除险加固设计方案优化研究[D];山东大学;2014年
2 张计;土石坝安全与除险加固效果量化评价体系研究[D];长江科学院;2011年
3 曹洪波;黄壁庄水库副坝除险加固技术研究[D];浙江大学;2003年
4 刘智超;海河防潮闸安全评价及除险加固方案研究[D];天津大学;2012年
5 纪红;汉江下游堤防除险加固若干问题研究[D];武汉大学;2004年
6 林潮;水库生态加固理论应用与技术对策研究[D];合肥工业大学;2010年
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