雙層河道是一種以海綿城市蓄、排理念建設的新型河道型式,在城市河道治理中具有獨特的優(yōu)勢。滲透破壞是威脅雙層河道安全的隱患之一,本文依托重慶市巴南區(qū)龍洲灣B區(qū)堰河治理工程,采用理論分析、室內實驗及數(shù)值模擬相結合的方法,對雙層河道在不同排水措施下的滲透破壞模式展開研究。主要的研究內容及相關的研究結論為:(1)通過查閱相關文獻并參考工程實例對雙層河道的基本特性展開研究,詳細地闡述了雙層河道的功能、適用條件、斷面型式及防滲排水措施。(2)在滲流理論及滲透變形理論的基礎上,結合雙層河道的結構特性,系統(tǒng)地分析了影響雙層河道滲流穩(wěn)定性的主要因素和雙層河道滲透破壞主要形式。(3)選取重慶市巴南區(qū)龍洲灣B區(qū)堰河治理工程施工現(xiàn)場的土石回填料為原料,針對土石填料的滲透特性展開室內實驗。得出壓實度對土石料的滲透特性及滲透破壞型式有較大影響,壓實度達到95%時,滲透系數(shù)可達10~(-4)cm/s量級,臨界坡降為1.0左右,最大破壞坡降為3.0左右,過渡型土體隨著壓實度的提高,其滲透破壞類型可由管涌型破壞轉變?yōu)榱魍列推茐摹?4)基于飽和-非飽和滲流理論,運用ABAQUS和GeoStudio有限元軟件對不同排水措施下的雙層河道模型進行滲流分析,并對其滲透破壞模式展開研究。得出:(1)雙層河道橫斷面方向為滲流主方向;(2)在無防滲排水措施下,上層河道的滲漏導致地下水位持續(xù)抬高,箱涵外側孔隙水壓力較大,不利于箱涵的結構穩(wěn)定,且箱涵與回填土接觸面有發(fā)生接觸沖刷的危險;(3)在下層箱涵側墻和頂板布置排水孔,有利于降低地下水位,減小箱涵外側的滲透壓力,但排水孔滲流出口處的水力梯度值較大,超過了土石填料的抗?jié)B臨界水力梯度,有發(fā)生出逸型滲透破壞的危險;(4)在下層箱涵外側布置級配碎石排水體有利于進一步提高下層箱涵的排滲能力,降低地下水位,減小滲流出口的水力梯度,但在上層河道岸坡坡腳處以及下層箱涵排水孔滲流出口處仍有發(fā)生滲透破壞的風險;(5)在上層河道鋪設防滲土工膜可顯著減小上層河道的滲漏量,有效降低地下水位,滲流出口的水力梯度值可控制在安全允許的范圍內,有利于上層河道的景觀蓄水和回填區(qū)的滲流穩(wěn)定性。(5)在室內試驗和數(shù)值分析結果的基礎上,對雙層河道的滲透破壞防治措施展開探討,提出防止雙層河道發(fā)生滲透破壞在設計和施工上主要可從提高回填料的抗?jié)B能力、防滲措施、排水措施以及滲流出口的濾層保護這四個方面來考慮。
【學位單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TV223.4
【部分圖文】：

圖 1.1 海綿城市內涵示意圖綿城市國外研究現(xiàn)狀城市最初的原型是在 1990 年代末美國馬里蘭州的喬治王子郡的水花園。該花園的建設采取了低影響開發(fā)措施代替了傳統(tǒng)的雨場地自然水文功能，從而對場地產生的負面影響降到最低[3]。通洪管理能有效的對雨水進行生態(tài)調蓄又能節(jié)約成本，因此得到隨后，德國政府率先建立了有關城市雨水管制的相關法規(guī)，早《雨水利用設施標準》，大力推廣建設生態(tài)的雨水管理系統(tǒng)。水，平衡生態(tài)”的雨洪管理原則，鼓勵從多方面綜合利用雨水水資源保護相關的法律法規(guī)，德國城市雨水管理系統(tǒng)迅速成熟對水資源加以保護，限制了對水資源的浪費和污染，同時還加綜合利用，并充分運用在城市公園建設中。德國的杜伊斯堡公原來廢棄的工廠水渠，并運用風力凈化系統(tǒng)，能將雨水迅速收，形成了一個生態(tài)水景觀，收集的雨水又可用于周邊花草植被

指能將水源分散處理，使得強降雨對地面的沖擊影響降到最低[2]。圖 1.1 海綿城市內涵示意圖1.2.1 海綿城市國外研究現(xiàn)狀海綿城市最初的原型是在 1990 年代末美國馬里蘭州的喬治王子郡的居民區(qū)內建設的雨水花園。該花園的建設采取了低影響開發(fā)措施代替了傳統(tǒng)的雨水管理系統(tǒng)，維護場地自然水文功能，從而對場地產生的負面影響降到最低[3]。通過這種方式進行雨洪管理能有效的對雨水進行生態(tài)調蓄又能節(jié)約成本，因此得到社會的廣泛認可。隨后，德國政府率先建立了有關城市雨水管制的相關法規(guī)，早在 1989 年就頒布了《雨水利用設施標準》，大力推廣建設生態(tài)的雨水管理系統(tǒng)。德國堅持“高效集水，平衡生態(tài)”的雨洪管理原則，鼓勵從多方面綜合利用雨水。通過制定一系列水資源保護相關的法律法規(guī)，德國城市雨水管理系統(tǒng)迅速成熟起來。從法律層面對水資源加以保護，限制了對水資源的浪費和污染，同時還加大了對雨水資源的綜合利用，并充分運用在城市公園建設中。德國的杜伊斯堡公園通過合理的改造原來廢棄的工廠水渠，并運用風力凈化系統(tǒng)，能將雨水迅速收集起來并加以凈化，形成了一個生態(tài)水景觀，收集的雨水又可用于周邊花草植被的澆灌，充分實現(xiàn)了雨水資源的再利用。德國的波茨坦水景廣場采用同樣的景觀水體作為雨水收集場地，將廣場周邊產生的雨水收集并用于景觀設施，大大提高了雨水資源利用效率，減少了雨水資源的流失[4]。美國在城市雨水花園建設中不斷總結經驗，在更新法律法規(guī)的同時也加大了對污水控制技術的研究，即對 LID 的源頭進行控

第一章 緒論抵抗洪水的能力下降。隨著我國社會和經濟的發(fā)展，河道治理形式開始不僅僅局限于河道的安全性和經濟性，而是更加看重河道的生態(tài)性[9]。.2 雙層河道研究現(xiàn)狀近年來，秉承生態(tài)治理的理念，城市雙層河道改造被運用于河道治理中道是一種新型的河道斷面型式，采用上層明河和下層暗河相結合的型式河采用寬、淺明渠，用生態(tài)柔性材料建成，打造成生態(tài)景觀型空間，同區(qū)域內超標洪水的溢流通道。下層暗河多采用箱涵或蓋板涵結構，主要內的主要排洪通道和回填區(qū)的排澇通道。雙層河道這種新型河道型式，改緩坡、軟體護岸、滲透路面等一系列新技術，能夠滿足防洪、生態(tài)、功能要求[10]。
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本文編號：2892117