為了研究河道采砂對(duì)河堤穩(wěn)定性的影響,采用顆粒流程序（PFC）從細(xì)觀角度監(jiān)測(cè)并分析采砂坑形狀、離堤腳的距離及采砂坑深度3個(gè)參數(shù)的變化對(duì)堤防穩(wěn)定性的影響,得到堤防坡頂、坡中和坡底筑堤材料孔隙率隨采砂坑參數(shù)變化的規(guī)律;運(yùn)用強(qiáng)度折減法原理和特征點(diǎn)位移判據(jù)法計(jì)算堤防抗滑穩(wěn)定安全系數(shù),得出河道采砂方式與堤防抗滑穩(wěn)定性的內(nèi)在聯(lián)系。研究結(jié)果表明:孔隙率變化可反映土體細(xì)觀顆粒變化,利用孔隙率可以追蹤在不同采砂條件下河堤各部位細(xì)觀土體的流失破壞過(guò)程;河道采砂方式對(duì)堤防抗滑穩(wěn)定性有較大的影響,采砂坑離堤腳越近,堤防抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)越低。因此,在正常設(shè)計(jì)中采砂坑與堤腳之間應(yīng)保持足夠的安全距離。 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,17(03)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

河道采砂模型示意圖

在采砂過(guò)程中,隨著采砂坑離堤腳的距離s、采砂坑形狀θ和采砂坑深度h的改變,堤防材料的物理參數(shù)(孔隙率)會(huì)隨之改變。為了探究其變化規(guī)律,本研究基于顆粒流程序(particle flow code,PFC)建立了長(zhǎng)20 m、高10 m,由10 000個(gè)顆粒單元組成的河堤邊坡離散元模型,如圖2所示。在模型計(jì)算之前,顆粒單元在重力的作用下通過(guò)5 000次循環(huán),使模型達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),然后從細(xì)觀角度定性研究采砂坑離堤腳的距離s、采砂坑形狀θ和采砂坑深度h對(duì)堤防穩(wěn)定的影響。3 參數(shù)確定

1) 在3種不同的參數(shù)組合開(kāi)挖方式下,坡頂孔隙率呈減小趨勢(shì)。這是因?yàn)榈谭涝陂_(kāi)挖后,在左側(cè)靜水壓力和重力的作用下,堤防顆粒向下、向左(右)移動(dòng),如圖4(d)所示,填補(bǔ)了因堤防開(kāi)挖所產(chǎn)生的孔隙。但在時(shí)步為10 000左右時(shí),參數(shù)組合3的坡頂孔隙率發(fā)生了改變,呈增大趨勢(shì),這是因?yàn)閰?shù)組合3與參數(shù)組合1,2相比,采砂坑離堤腳的距離s發(fā)生了明顯的變化,且隨著s的逐漸增大,采砂坑形狀θ和采砂坑深度h對(duì)堤防的影響相應(yīng)變小。圖4 參數(shù)組合1不同時(shí)步的位移矢量圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于離散元法的深松鏟減阻及耕作效果研究[D]. 李博.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]山區(qū)中小流域堤防安全評(píng)價(jià)技術(shù)研究[D]. 陳曉偉.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3029871