本文關(guān)鍵詞： 季節(jié)凍土區(qū) 土質(zhì)邊坡 凍脹 穩(wěn)定分析 防護(hù)措施　出處：《清華大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：黑龍江省北部引嫩干渠工程位于季節(jié)凍土區(qū),渠道邊坡不僅要經(jīng)歷夏季的雨水沖刷與侵蝕,在冬季,邊坡還要承受凍融循環(huán)與凍脹破壞的影響。有些過(guò)水渠坡還要受到冰凌侵蝕與冰推破壞。周而復(fù)始的凍融循環(huán)對(duì)渠坡土體的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)應(yīng)力都是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。這種復(fù)雜的自然環(huán)境決定了這一地區(qū)的渠道工程面臨著多種形式的破壞。凍脹是破壞季節(jié)凍土區(qū)渠道工程的主要原因,也是該地區(qū)渠道工程首先要克服的工程難題。本文主要針對(duì)季節(jié)凍土區(qū)邊坡失穩(wěn)的問(wèn)題,采用瑞典條分法和畢肖普法,對(duì)黑龍江省北部引嫩干渠典型斷面進(jìn)行穩(wěn)定分析。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行凍脹影響研究,分析水位線、溫度場(chǎng)的變化趨勢(shì)。針對(duì)典型斷面,提出適合在季節(jié)凍土區(qū)應(yīng)用的邊坡防護(hù)措施,并選取防護(hù)措施進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)研究,對(duì)模型試驗(yàn)的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)進(jìn)行分析。提出適用于季節(jié)凍土區(qū)邊坡穩(wěn)定分析的方法與防護(hù)結(jié)構(gòu)措施,為季節(jié)凍土區(qū)渠道輸水安全與維護(hù)提供技術(shù)支持與保障。通過(guò)北部引嫩干渠典型破壞斷面的研究,得到如下結(jié)論:一、季節(jié)凍土區(qū)由于自然環(huán)境的復(fù)雜,土質(zhì)邊坡存在多種破壞類(lèi)型。影響渠道的正常運(yùn)行。二、對(duì)北部引嫩干渠邊坡土樣的室內(nèi)土工試驗(yàn)、及凍脹特性試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析,得到影響季節(jié)凍土區(qū)土質(zhì)邊坡凍脹的主要因素有含水率、溫度及土體本身的特性等,歸納總結(jié)了邊坡失穩(wěn)的主要影響因素。三、用瑞典條分法和畢肖普法對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定分析,計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)斷面的滑弧變形基本一致。發(fā)現(xiàn)該邊坡失穩(wěn)破壞存在滲流的影響。即渠道水位線較高,有水向渠道內(nèi)滲透,是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的主要原因。四、總結(jié)不同結(jié)構(gòu)形式邊坡防護(hù)措施的應(yīng)用特點(diǎn),其中包括碎石聚氨酯護(hù)坡、雷諾墊護(hù)坡等,通過(guò)模型試驗(yàn)對(duì)防護(hù)措施的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)進(jìn)行分析,得到適用季節(jié)凍土區(qū)邊坡穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式。這種評(píng)價(jià)與計(jì)算季節(jié)凍土區(qū)邊坡穩(wěn)定的方法為今后渠道工程在季節(jié)凍土區(qū)的維護(hù)與運(yùn)行提供參考借鑒的經(jīng)驗(yàn),為渠道工程的施工提供省時(shí)、省力、有效的可行方案。
[Abstract]:The main canal project in northern Heilongjiang Province is located in the seasonal frozen soil area. The canal slope not only has to undergo the erosion and erosion of Rain Water in summer, but also in winter. The slope is also affected by freeze-thaw cycle and frost heave failure. Some overwater channel slopes are also subjected to ice erosion and ice pushing damage. The repeated freezing and thawing cycles are severe tests on the strength and structural stress of the soil in the canal slope. The complicated natural environment determines that the channel engineering in this area is faced with many forms of destruction, and frost heaving is the main reason for the destruction of channel engineering in the seasonal frozen soil region. This paper mainly aims at the problem of slope instability in the seasonal frozen soil region, and adopts Swedish slice method and Bishop method. The stability analysis of typical section of Nen drainage canal in northern Heilongjiang Province is carried out. The frost heave effect of field monitoring section is studied, and the variation trend of water level and temperature field is analyzed. The slope protection measures suitable for application in the seasonal frozen soil region are put forward. The indoor model test is carried out by selecting the protective measures, and the temperature field and stress field of the model test are studied. The analysis of displacement field is carried out. The methods and protective measures for slope stability analysis in seasonal frozen soil region are put forward. This paper provides technical support and guarantee for the safety and maintenance of canal transportation in seasonal permafrost regions. Through the study of typical damaged sections of the Nen drainage channels in the north, the conclusions are as follows: first, the natural environment is complex in the seasonal frozen soil regions. There are many kinds of failure types of soil slope, which affect the normal operation of channel. Secondly, the results of indoor geotechnical test and frost heave characteristic test of soil sample on the slope of Nen drainage canal in the north of China are analyzed. The main factors affecting the frost heaving of soil slope in seasonal frozen soil region are obtained, such as moisture content, temperature and the characteristics of soil itself, and the main influencing factors of slope instability are summarized. Thirdly, the stability analysis of slope is carried out by using Swedish strip method and Bishop method. The calculated results are basically consistent with the sliding arc deformation of the monitoring section on the spot. It is found that seepage exists in the failure of the slope, that is, the high water level of the channel and the infiltration of water into the channel are the main reasons leading to the slope instability. This paper summarizes the application characteristics of slope protection measures of different structural forms, including gravel polyurethane slope protection, Renault cushion slope protection and so on. The temperature field, stress field and displacement field of the protection measures are analyzed by model test. The structural form of slope stability in seasonal frozen soil region is obtained. This method of evaluation and calculation of slope stability in seasonal frozen soil region provides reference experience for the maintenance and operation of canal engineering in seasonal frozen soil region in the future. To provide a time-saving, labor-saving, effective and feasible scheme for the construction of channel engineering.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TV672;TV223

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本文編號(hào)：1508703