本文關(guān)鍵詞：基于非飽和滲流理論的膨脹土渠坡滲流控制措施研究

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【摘要】：南水北調(diào)中線工程是優(yōu)化我國水資源配置的戰(zhàn)略性工程,全長約1421km。設(shè)計渠線在膨脹土地區(qū)累積長度約340km。膨脹土具有脹縮性、裂隙性和超固結(jié)性。遇水膨脹,失水收縮,干濕循環(huán)容易使膨脹土產(chǎn)生裂隙,水分更易于入滲,土體劣化且強(qiáng)度降低。膨脹土給南水北調(diào)中線工程帶來了挑戰(zhàn)。南水北調(diào)膨脹土渠段防護(hù)層用以促進(jìn)和保障渠坡的穩(wěn)定性。渠道水位以上渠坡主要是采用換填方案,換填土料為非膨脹性粘土或改性膨脹土。本文以國家“十二五”科技支撐計劃項目“膨脹土渠坡防滲排水技術(shù)”(2011BAB10B04-2)為依托,針對渠道水位以上渠坡?lián)Q填方案存在長期有效性的擔(dān)心,試驗論證具有排水功能的雙層結(jié)構(gòu)防護(hù)方案,研究建立了一套不同防護(hù)結(jié)構(gòu)下開挖斜坡降雨入滲試驗方法。通過物理模型試驗,采用染色劑示蹤濕潤鋒,實測土層內(nèi)負(fù)壓和模型排水量,研究了降雨條件下防護(hù)結(jié)構(gòu)的作用效果,主要研究結(jié)論有:(1)粗/細(xì)粒二元結(jié)構(gòu)防護(hù)方案試驗表明,降雨入滲水分部分被細(xì)粒土層吸納,進(jìn)入粗粒層的水分順坡側(cè)向排出坡體,模型底部未形成排水,驗證了粗/細(xì)粒二元結(jié)構(gòu)可以有效地抑制坡體含水量的變化。(2)不同初始含水量條件下粗/細(xì)粒二元結(jié)構(gòu)防護(hù)方案試驗對比表明,粗/細(xì)粒二元結(jié)構(gòu)防護(hù)方案在疊加前期降雨作用條件下排水作用更顯著。(3)粗粒層防護(hù)方案試驗表明,粗粒層防護(hù)方案對邊坡土體含水量控制效果不及粗/細(xì)粒二元結(jié)構(gòu)防護(hù)層。
【關(guān)鍵詞】：南水北調(diào) 膨脹土 模型試驗 雙層結(jié)構(gòu) 滲流控制
【學(xué)位授予單位】：長江科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV223.4;TU443
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 選題背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 研究內(nèi)容及研究意義14-16
• 第二章 非飽和滲流基本理論16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 非飽和土及土孔隙中水的形態(tài)16-18
• 2.3 土壤水勢18-22
• 2.3.1 土壤水勢的組成18-19
• 2.3.2 非飽和土中的吸力19-22
• 2.4 土水特征曲線模型22-25
• 2.4.1 土-水特征曲線參數(shù)22-24
• 2.4.2 土-水特征曲線VG、BC和FX模型24-25
• 2.4.3 土-水特征曲線的應(yīng)用25
• 2.5 非飽和土中水的運(yùn)動25-29
• 2.5.1 非飽和土的滲透系數(shù)26-27
• 2.5.2 非飽和滲流基本方程27-29
• 第三章 膨脹土渠坡滲流控制措施模型試驗方法研究29-44
• 3.1 試驗設(shè)計原則29
• 3.2 物理模型的設(shè)計與制作29-31
• 3.2.1 物理模型尺寸及邊界條件29-30
• 3.2.2 降雨模擬器30-31
• 3.3 土體的選取及填筑31-40
• 3.3.1 粗粒層土料選取試驗32-35
• 3.3.2 土樣制備及填筑35-37
• 3.3.3 壤砂土、碎石、粘土顆粒組成及主要參數(shù)37-40
• 3.4 監(jiān)測方法40-42
• 3.5 試驗方案42-44
• 第四章 降雨入滲和排水試驗成果44-56
• 4.1 粗細(xì)粒二元結(jié)構(gòu)模型試驗成果44-49
• 4.1.1 試驗一負(fù)壓剖面監(jiān)測成果44-46
• 4.1.2 試驗一染色劑示蹤監(jiān)測成果46-47
• 4.1.3 試驗二負(fù)壓剖面監(jiān)測監(jiān)測成果47-49
• 4.2 單一結(jié)構(gòu)模型試驗成果49-55
• 4.2.1 試驗四負(fù)壓剖面監(jiān)測監(jiān)測成果49-51
• 4.2.2 試驗四染色劑示蹤監(jiān)測成果51-53
• 4.2.3 試驗三、五負(fù)壓剖面監(jiān)測成果53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 模型試驗成果分析56-64
• 5.1 水量平衡分析56-57
• 5.2 水分運(yùn)移過程分析57-59
• 5.3 水分運(yùn)移關(guān)鍵時間節(jié)點59-60
• 5.4 排水效果及穩(wěn)定排水效率分析60-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 附錄71-72
• 致謝72

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本文編號：645812