塑性混凝土防滲墻作為一種重要的防滲結(jié)構(gòu),防滲效果可靠,施工方法成熟,被廣泛應(yīng)用于各類土石圍堰（壩）防滲工程中。土石圍堰中防滲墻的結(jié)構(gòu)對壩基滲流量及壩體穩(wěn)定性具有重要的影響,因此優(yōu)化防滲墻的尺寸十分有必要。因此本文以珠江流域某土石圍堰工程為研究對象,采用有限元法,對土石圍堰工程的塑性混凝土防滲墻厚度和入巖深度優(yōu)化設(shè)計進行研究,并對優(yōu)化設(shè)計的土石圍堰工程進行滲流-應(yīng)力耦合分析。本文主要的工作內(nèi)容和計算成果如下:1.對防滲墻的厚度和嵌入弱風(fēng)化層基巖的深度進行了優(yōu)化研究,分別模擬了有防滲墻和沒有防滲墻兩種情況下圍堰的防滲效果,共設(shè)計了33種計算方案,將壩基單寬滲流量、防滲墻后作用水頭、防滲墻底部和壩腳逸出點的滲透坡降分別與其允許值進行了對比分析;然后對不同防滲墻入巖深度下的施工工期和施工費用進行歸一化分析,最后得到防滲墻的優(yōu)化設(shè)計組合為防滲墻厚度0.8m、嵌入弱風(fēng)化層基巖深度2m。2.對已確定防滲墻優(yōu)化設(shè)計參數(shù)的土石圍堰進行穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)滲流計算,并介紹其發(fā)展變形規(guī)律,計算結(jié)果表明:防滲墻防滲效果顯著;防滲墻底端存在著水流繞滲現(xiàn)象,滲透路徑呈半環(huán)形;浸潤線形狀呈“Z”字形;浸潤線降落滯后于圍堰上... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

研究區(qū)地下水徑流圖

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖2.1研究區(qū)地下水徑流圖2.5土石圍堰工程概況本文所研究的土石圍堰地處珠江流域西江水系，位于廣西壯族自治區(qū)境內(nèi)，地理位置如圖2.2所示。該圍堰是重要的三級臨時建筑物，擬采用土工膜鋪設(shè)和混凝土垂直防滲墻結(jié)合的防滲工程類型。堰頂高程54.3m，堰頂寬10.0m，最大堰高50.4m，堰頂總長429.1m，圍堰底部寬度228.5m；2017年12月到2018年2月底最大流量為4610m3/s；蓄水期圍堰水位52.8m，下游水位9.76m，洪峰流量為44900m3/s，多年平均徑流量為1340億m3。該圍堰在壩上河床及右岸山坡位置建設(shè)，河床地面高程5~28m，水深一般2~20m。圍堰地基的地層巖性主要為含泥細砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。弱風(fēng)化巖層厚12~20m，透水性較強，微風(fēng)化巖層厚21~32m，透水性極弱。圖2.3、2.4顯示了現(xiàn)場勘測得到的圍堰工程的軸線縱剖面圖、地層巖性和橫剖面圖。同時該圍堰工程需要在一個枯水期內(nèi)完成全部工程施工，施工工期短，施工強度大。對圍堰建筑物結(jié)構(gòu)形式及其運行安全采用綜合手段開展研究是十分必要和迫切的。圖2.2研究區(qū)土石圍堰地理位置圖

第2章工程概況及場地工程地質(zhì)條件91.紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及含泥細砂巖等；2.灰綠（灰黑）色細砂巖（粉砂巖、含泥細砂巖）與灰黑色泥巖（泥質(zhì)粉砂巖）互層；3.灰黑色泥巖、含少量的泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖等，頂部為灰綠色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及粉砂巖等；4.紫紅色含泥細砂巖（粉砂巖）與泥巖（泥質(zhì)粉砂巖）互層；5.灰綠色細砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖含少量紫紅色或灰黑色巖石透鏡體；6.紫紅色含泥細砂巖（粉砂巖）與泥質(zhì)粉砂巖（泥巖）互層含少量灰綠色巖石透鏡體；7.上、下部為灰綠色含泥細砂巖、細砂巖及泥質(zhì)粉砂巖等，中部以灰黑色泥巖為主，含少量紫紅色透鏡體；8.紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及含泥細砂巖，含少量灰綠色巖石透鏡體；9.上、下部為灰綠色含泥細砂巖、泥巖及泥質(zhì)粉砂巖等，中部為灰黑色泥巖；10.紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖；11.上部為灰綠色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，中部以灰黑色泥巖為主，下部為灰綠色細砂巖、粉砂巖、灰色含泥細砂巖夾灰黑色泥巖（泥質(zhì)粉砂巖）；12.巖層界線（虛線為推測）；13.強風(fēng)化帶下限；14.弱風(fēng)化帶下限；15.微風(fēng)化帶下限；16.原地面線；17.防滲墻底高程線；18.固結(jié)灌漿底高程線；19.樁號；20.橫剖面號；21.高程（m）；22.坡度。圖2.3研究區(qū)土石圍堰縱剖面Ⅰ.土工膜；Ⅱ.反濾料；Ⅲ.水上堆石；Ⅳ.水下堆石；Ⅴ.水下砂礫石拋填；Ⅵ.混凝土防滲墻；Ⅶ.混凝土帽蓋；Ⅷ.截流戧堤；Ⅸ.弱風(fēng)化層基巖；Ⅹ.微風(fēng)化層基巖；Ⅺ.未風(fēng)化層基巖。壩體填筑方式：Ⅷ→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ,Ⅶ→Ⅱ,Ⅰ→Ⅲ；樁號SW0+138.42，防滲墻厚0.8m入巖深度2m，圖例見圖2.3。圖2.4研究區(qū)土石圍堰3-3橫剖面

【參考文獻】：
期刊論文
[1]含鹽遺址重塑土的吸力測定及土水特征曲線擬合[J]. 張悅,葉為民,王瓊,Alessandro Tarantino.  巖土工程學(xué)報. 2019(09)
[2]伊犁黃土總吸力和基質(zhì)吸力土水特征曲線擬合模型[J]. 張愛軍,王毓國,邢義川,于春亮,趙慶玉.  巖土工程學(xué)報. 2019(06)
[3]平行試樣土水特征曲線及其力學(xué)性質(zhì)的試驗研究[J]. 楊鋼,楊慶,李吳剛.  巖土工程學(xué)報. 2018(S1)
[4]深厚覆蓋層土石壩滲流控制及三維數(shù)值分析[J]. 劉豪杰,任杰,楊杰,程琳,張曉飛.  水資源與水工程學(xué)報. 2018(02)
[5]防滲墻深度優(yōu)化及其防滲效果研究[J]. 辛欣.  水電能源科學(xué). 2017(12)
[6]基于流固耦合的壩基中弱透水層對滲流的影響分析[J]. 王正成,毛海濤,姜海波,龍順江,張如意.  水動力學(xué)研究與進展（A輯）. 2017(03)
[7]基于MIDAS GTS尾礦壩動靜力效應(yīng)分析[J]. 夏源,阮永芬,何向榮.  價值工程. 2017(15)
[8]斷裂帶上深基坑穩(wěn)定性分析[J]. 張欽喜,劉航,史超棟.  巖土工程技術(shù). 2016(04)
[9]反應(yīng)譜法與時程分析法抗震分析對比[J]. 楊璐,陳虹,岳永志,李明飛.  沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2016(03)
[10]基于平衡防滲原理的土石壩防滲帷幕優(yōu)化設(shè)計[J]. 黨發(fā)寧,田紅梅,王振華.  水利水電科技進展. 2015(04)

博士論文
[1]非飽和土試樣優(yōu)選及循環(huán)荷載作用下的變形特性研究[D]. 楊鋼.大連理工大學(xué) 2013
[2]黃土公路邊坡坡面沖刷的水—土力學(xué)耦合機制及模型研究[D]. 馬棟和.吉林大學(xué) 2012
[3]無限深透水地基上土石壩壩基滲流控制計算方法和防滲措施的研究[D]. 毛海濤.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[4]滲流場與應(yīng)力場的耦合分析及其工程應(yīng)用[D]. 李勇泉.武漢大學(xué) 2010
[5]三峽庫區(qū)典型堆積層滑坡復(fù)活機理及變形預(yù)測研究[D]. 朱大鵬.中國地質(zhì)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]塑性混凝土心墻土石壩中心墻厚度優(yōu)化研究[D]. 陳志強.昆明理工大學(xué) 2018
[2]基于滲流場和應(yīng)力場耦合作用的岸坡穩(wěn)定性分析[D]. 陳東輝.暨南大學(xué) 2015
[3]某斜心墻土石壩滲流分析研究[D]. 陳熙源.長沙理工大學(xué) 2015
[4]滲流與地震耦合作用下土石圍堰穩(wěn)定性分析[D]. 鄒利明.重慶大學(xué) 2014
[5]土石壩滲流與應(yīng)力耦合及其工程應(yīng)用分析[D]. 劉聰.西華大學(xué) 2013
[6]反應(yīng)譜法和時程分析法在高層抗震計算中的對比分析[D]. 王偉.華南理工大學(xué) 2012
[7]橡膠集料塑性混凝土性能的試驗研究[D]. 吳英強.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009
[8]土壩中水泥土防滲墻防滲效果分析及設(shè)計指標(biāo)研究[D]. 王丹.山東大學(xué) 2009
[9]庫水位變化時邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 楊超.西安理工大學(xué) 2009
[10]無限深透水地基上的土石壩壩基垂直防滲體的滲流計算研究[D]. 李建華.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3610485