本文選題：混凝土防滲墻　切入點(diǎn)：水力耦合　出處：《南昌大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：堤基防滲技術(shù)是在透水地基上修建擋水建筑物中的關(guān)鍵技術(shù),它的成敗關(guān)系到工程的安危。目前,深覆蓋層巖溶地基采用混凝土防滲墻結(jié)合基巖帷幕灌漿的防滲方式,其綜合防滲墻與帷幕灌漿的優(yōu)點(diǎn),能有效解決這類不良地質(zhì)工程問題。然而,防滲墻深?yuàn)A于壩體或覆蓋層中,受力條件極其復(fù)雜,且屬于隱蔽工程,合理評(píng)價(jià)防滲墻工作性能,對(duì)堤壩穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。鑒于防滲墻在水利工程中的廣泛運(yùn)用及堤壩防滲體系中的重要性,有必要對(duì)深覆蓋層巖溶地基防滲墻的滲透特性及承載性狀進(jìn)行系統(tǒng)分析。在合理選擇能考慮真實(shí)狀態(tài)下土體本構(gòu)及墻-土接觸單元的基礎(chǔ)上,本文基于流固耦合理論,依托峽江水利樞紐同贛堤防工程,運(yùn)用ABAQUS及二次開發(fā)功能建立多孔介質(zhì)材料的滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合分析的非線性數(shù)學(xué)模型,研究深覆蓋層巖溶地基防滲墻應(yīng)力變形及滲流性態(tài)。本文的具體研究工作如下:(1)簡(jiǎn)要概述控制堤基滲透變形的機(jī)理,提出防滲墻與帷幕灌漿聯(lián)合防滲是解決深覆蓋層巖溶復(fù)雜地基滲漏問題的主要措施。(2)介紹滲流、應(yīng)力分析數(shù)學(xué)模型及基本微分方程的求解,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)水力耦合相互作用機(jī)理及耦合方程的實(shí)現(xiàn),同時(shí)運(yùn)用ABAQUS二次開發(fā)功能,實(shí)現(xiàn)鄧肯張本構(gòu)模型及Goodman接觸單元子程序的運(yùn)用。(3)依托峽江水利樞紐工程同贛堤防建立考慮水力耦合作用的三維有限元模型,模擬溶洞灌漿、墻體施工、堤防填筑及蓄水過程墻體與覆蓋層相互作用。研究表明,墻體承受典型的彎矩作用,溶洞的存在易出現(xiàn)應(yīng)力集中,灌漿后有效降低墻后水頭的同時(shí)墻體承擔(dān)較大的應(yīng)力。(4)研究防滲墻應(yīng)力變形影響因素,主要考慮墻體彈性模量、滲透系數(shù)、覆蓋層力學(xué)參數(shù)對(duì)防滲墻應(yīng)力變形的影響。表明水荷載是墻體變形的主要原因,水平位移主要取決于墻后覆蓋層承載條件,塑性墻能保持較好的應(yīng)力狀態(tài)。研究成果為掌握同贛堤防防滲墻工作性狀提供了理論和技術(shù)支持,并可為其他類似工程提供參考。
[Abstract]:Seepage prevention technology of embankment foundation is a key technology in building water retaining structure on permeable foundation, and its success or failure is related to the safety of engineering. At present, the seepage prevention method of deep overburden karst foundation is concrete impervious wall combined with bedrock curtain grouting. This kind of bad geological engineering problem can be solved effectively by combining the advantages of impervious wall and curtain grouting. However, the impermeable wall is deep in the dam body or overburden, the stress condition is extremely complex, and it belongs to the hidden project, so the working performance of the impervious wall can be reasonably evaluated. In view of the extensive application of impervious wall in water conservancy engineering and the importance of seepage control system of dike dam, It is necessary to systematically analyze the seepage characteristics and bearing capacity of the impervious wall in deep overburden karst foundation. Based on the reasonable selection of the soil constitutive structure and the wall-soil contact element under the real condition, the fluid-solid coupling theory is used in this paper. A nonlinear mathematical model for the coupling analysis of seepage field and stress field of porous media material is established by using ABAQUS and secondary development function. The stress deformation and seepage behavior of impervious wall in deep overburden karst foundation are studied. The concrete research work in this paper is as follows: (1) the mechanism of controlling seepage deformation of embankment foundation is briefly summarized. It is put forward that the combination of impervious wall and curtain grouting is the main measure to solve the seepage problem of karst complex foundation in deep overburden. The seepage flow, the mathematical model of stress analysis and the solution of basic differential equation are introduced. On this basis, the mechanism of hydraulic coupling interaction and the realization of coupling equation are deduced. At the same time, the secondary development function of ABAQUS is used. The construction model of Duncan Zhang Ben and the application of Goodman contact unit subroutine are realized. Based on the three dimensional finite element model of Xiajiang water conservancy project and Jiangxi dike, the 3D finite element model considering hydraulic coupling is established, and the grouting of karst cave and the construction of wall are simulated. In the process of embankment filling and water storage, the interaction between the wall and the overburden layer is studied. It is shown that the wall is subjected to typical bending moment, and the stress concentration is easy to occur in the cave. At the same time, the wall bears the larger stress after grouting.) the factors affecting the stress and deformation of the cutoff wall are studied, and the elastic modulus and permeability coefficient of the wall are considered. The influence of mechanical parameters of overburden on stress and deformation of impervious wall shows that water load is the main reason of wall deformation and horizontal displacement mainly depends on the bearing condition of overburden behind the wall. The plastic wall can maintain a good stress state. The research results provide theoretical and technical support for mastering the working characteristics of the anti-seepage wall in the same Jiangxi dike, and can be used as a reference for other similar projects.
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TV223.4

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本文編號(hào)：1596519