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库岸边坡地下水位动态与稳定性研究

贾韵洁  
【摘要】:随着我国国民经济的快速发展,国家投入越来越多的资金用于发展水电工程,但是由于人类工程活动改变岸坡的地质环境而导致的岸坡失稳的事件屡见不鲜。究其原因,主要是我们对库水作用下的岸坡稳定性评价及治理设计的认识还不够全面深入,不能很好地解决水与岸坡相互作用的复杂问题。以往的研究由于条件的局限性往往在理论和研究方法上很难有所突破,在工程的适用性以及地下水位对岸坡稳定性的影响方面研究不够深入。本文针对岸坡地下水位的变化与岸坡稳定性的关系开展了以下几方面的研究。 1、在广泛地搜集前人的研究资料和理论成果的基础上,利用地下水动力学中布西尼斯克(Boussinesq)方程,建立了库水位稳定和变化时的数学模型,从而求解出了地下水位线计算公式。然后利用Excel办公自动化软件中多项式拟合功能,得出了便于工程应用的简化公式。最后对地下水位线计算公式中的几个参数进行了确定,而且对计算公式进行了推广,解决了岸坡地下水位不确定性问题。为研究地下水位与岸坡稳定性的关系、库岸的力学分析和数值模拟提供理论依据。 2、系统地总结了影响岸坡稳定性的因素,并结合具体工程实例,利用Excel办公自动化软件和Autocad制图软件强大的数据处理功能和制图功能,在剖面图中自动生成地下水位线,然后利用理正边坡稳定性分析软件,得出不同情况下的稳定系数,最后绘制了影响地下水位变化的各因素与岸坡稳定系数的影响曲线。 3、通过分析影响库岸边坡稳定性的主要不确定性信息,经综合分析,结合专家思路,选择影响库岸边坡稳定性的主要评价指标,采用层次分析法确定权值向量,建立岸坡稳定性多级模糊评判模型,并运用该模型对工程实例进行综合分析。然后利用拉格朗日差分法(FLAC)对工程实例在蓄水后的应力场分布和变形破坏的发展演化进行预测,对岸坡稳定前景做出合理评价。最后结合极限平衡法和工程地质综合分析法的分析结果,对岸坡的稳定性作出综合评价,避免了研究成果的局限性。


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