山區(qū)河流上下雙丁壩沖刷機理研究
發(fā)布時間:2017-06-03 18:17
本文關鍵詞:山區(qū)河流上下雙丁壩沖刷機理研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:水利工程中丁壩是最主要的河道整治建筑物,能夠縮短過水斷面寬度,加速水流對河床的沖刷從而拓寬通航水深,同時能降低河岸水流流速,降低近岸水流能量避免河岸遭受過度淘刷損壞,以此實現(xiàn)維護岸坡穩(wěn)定的目標。為了達到整治效果、有效控制河道整治線和減緩丁壩水毀,山區(qū)河流多數(shù)情況布置的是上下雙丁壩或者丁壩群。以往對丁壩的研究多以單丁壩為主,因此,對上下雙丁壩水毀機理的研究是非常有必要的。本論文以交通部科技項目“長江上游航道整治建筑物水毀機理及預防監(jiān)測技術”為依托進行研究。對上下雙丁壩結構的水毀機理、雙丁壩壩區(qū)附近水流特性及雙丁壩壩頭沖刷坑深進行了描述。本論文結合以往學者對單丁壩水毀特性的研究,通過長江上游已經(jīng)存在的典型雙丁壩水毀資料設計出了2種壩長比、2種挑角形式、3種壩間距和3種流量的工況,通過排列組合組成二十二組工況進行清水動床試驗,通過優(yōu)化分析選擇最為實用且整治效果最好的試驗方案。通過水槽概化模型試驗和對試驗結果的理論分析,論述了多種工況時上下雙丁壩的水毀過程和水毀體積。繪制了不同壩長比、不同壩間距和不同流量等情況下,最后的沖淤平衡等值線圖。以圖的形式分別記錄上丁壩與下丁壩壩頭沖坑衍生過程,從圖中能夠清楚地觀察到?jīng)_刷坑長度和寬度隨時間的變化規(guī)律。對取得的試驗結果與以往單丁壩的試驗結果進行對比,分析上下雙丁壩之間的掩護效果。由于在山區(qū)河道中修建丁壩后,丁壩附近水流的挾沙力將發(fā)生較大變化,所以本文還對上下雙丁壩對水流挾沙力的影響作了簡要分析。丁壩的水毀主要是壩頭的水毀,而壩頭水毀主要是由于壩頭沖刷坑所致,所以從理論探索壩頭沖刷坑公式是很有必要的。采用量綱分析法和最小二乘法對試驗數(shù)據(jù)進行多元線性回歸分析,分別推導出適用于山區(qū)河流散拋石上丁壩和下丁壩沖刷坑深度的計算公式,歸納總結雙丁壩兩者沖坑深度間的相互作用關系,為工程實踐提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】:上下雙丁壩 模型試驗 水毀機理 沖刷坑
【學位授予單位】:重慶交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TV863;TV135
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-21
- 1.1 研究目的與意義9-10
- 1.2 國內(nèi)外研究狀況10-19
- 1.2.1 丁壩水力特性的研究11-13
- 1.2.2 丁壩紊流特性的研究現(xiàn)狀13-14
- 1.2.3 丁壩水毀機理研究現(xiàn)狀14-18
- 1.2.4 丁壩群研究現(xiàn)狀18-19
- 1.3 本文研究的主要內(nèi)容19-21
- 第二章 概化模型試驗設計及量測技術21-32
- 2.1 水槽概化模型設計21-27
- 2.1.1 模型設計依據(jù)21-23
- 2.1.2 模型各項比尺的確定23-27
- 2.2 清水動床沖刷試驗27-32
- 2.2.1 動床試驗方案27-31
- 2.2.2 動床試驗觀測內(nèi)容31-32
- 第三章 上下雙丁壩水毀機理分析32-54
- 3.1 上下雙丁壩水毀過程分析32-44
- 3.1.1 丁壩及床面變形分析32-40
- 3.1.2 上下雙丁壩壩頭處沖刷坑尺寸隨時間變化過程分析40-44
- 3.2 上下雙丁壩不同部位的水毀機理44-47
- 3.2.1 壩頭水毀44-45
- 3.2.2 壩身水毀45-46
- 3.2.3 壩根水毀46-47
- 3.3 上下雙丁壩對水流挾沙能力的影響47-54
- 3.3.1 不同壩長比時,,水流挾沙力的對比分析51
- 3.3.2 不同挑角時,水流挾沙力的對比分析51-52
- 3.3.3 不同壩間距時,水流挾沙力的對比分析52-54
- 第四章 上下雙丁壩壩頭沖刷坑分析54-64
- 4.1 丁壩壩頭沖刷坑形成過程及其影響因素54-56
- 4.1.1 壩頭沖刷坑的形成過程54-55
- 4.1.2 影響沖刷坑深度的主要因素55
- 4.1.3 沖刷坑的范圍及確定方法55-56
- 4.2 單丁壩壩頭沖刷坑深度的計算56-60
- 4.3 上下雙丁壩壩頭沖刷坑深度的計算60-64
- 4.3.1 上丁壩壩頭沖刷坑深度的計算60-62
- 4.3.2 下丁壩壩頭沖刷坑深度的計算62-64
- 第五章 結論及建議64-67
- 5.1 主要研究結論64-66
- 5.2 論文提出的創(chuàng)新點66
- 5.3 問題與建議66-67
- 致謝67-68
- 參考文獻68-72
- 攻讀碩士期間發(fā)表論文及參與科研情況72
【參考文獻】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條
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本文編號:418890
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