文档介绍：摘要展;通过楔块体力的平衡计算来模拟坝体突发性崩塌所引起的溃口增大现象;通可动颗粒的临界水力梯度和管涌发展过程中土体孔隙率的变化;采用水流运动能芯刻岢隽朔直鹎蠼馔潦勇ァ⒐苡坷>銎苹道?诜⒄褂肜?诤樗流量过程数值模型的数值计算方法,编制了相应的计算机程序,并应用于国内外牙>銮揖哂薪衔M暾挡庾柿系牡湫屯潦永?诜⒄褂肜?诤樗髁抗程计算分析,验证了本文建议模型的合理性。从而为科学合理评估土石坝溃决致灾后果,制定溃坝洪水防洪应急预案提供了新的有效手段。本文基于国内外溃决土石坝的调查分析、室内以及现场溃坝试验研究资料,钊‘对土石坝溃决机理、溃臼发展与溃髁抗探辛私衔I钊氲难芯浚〉昧以下创新成果:ü怨谕舛嘧>鐾潦影咐牡鞑榉治觯芙岬贸隽送潦永决的主要破坏模式、溃决原因、溃决位置以及溃⒄沟囊话愎媛伞岢隽艘桓雒枋鐾潦勇ダ>銎苹道?诜⒄褂肜?诤樗髁抗痰数值模型。该模型采用高速水流泥沙输移公式来计算溃坝水流对溃莺嵯虻牧续冲蚀;采用溃边坡稳定性分析来模拟边坡失稳坍塌所引起的间歇性横向扩过下游坝体冲槽和坝项溃口流量平衡来建立两者发展过程的相互联系。与国内外已有的数值模型相比,可更为全面合理反映土石坝漫顶破坏机理及溃口发展与溃口洪水流量过程。直鹛岢隽艘虬踊桶犹骞苡克贾碌耐潦永>銎苹档睦?诜⒄褂溃口洪水流量过程的数值模型。该模型通过对可动颗粒受力情况的分析,推导出量方程推导出管涌发展过程中管涌通道流量和流速的发展变化过程,给出了管涌通道流量的计算方法,利用孔流转化为堰流的控制条件,并考虑了溃口的崩塌情况,确定管涌过程中的流量过程线。与国内外已有的数值模型相比,该模型能合理反映管涌破坏时管涌通道巾流量、流速与土体孔隙率的变化关系,可同时考虑筑坝材料的颗粒级配和密实度对管涌破坏土石坝溃【⒄构媛捎跋欤佣沟美口洪水流量过程数值模拟结果更为符合实际。南京水利科学研究院博士学位论文
关键词:土石坝,漫顶破坏,管涌破坏,溃口发展过程,数值模拟南京水利科学研究院博士学位论文Ⅱ
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?诜⒄构媛世纪年代末,美国学者曾进行了一系列土石坝溃决的水槽试验,还在水库大坝在给人类带来巨大经济和社会效益的同时也存在着溃决的风险。,日本年平均溃坝率为澜缒昶骄0勇饰6曛昀0油臣谱柿稀夜蟀幽昀0勇蚀锏×ヒ陨鲜峭潦樱飨愿哂谑澜缒昶骄0勇省S捎诖蟀邮可能导致生命与财产的巨大损失,因此自世纪年代初以来,世界上大多数国家均已陆续开展大坝安全项目,研究工作主要围绕数量最多的土石坝的溃决机理、溃口发展和溃口洪水流量过程的数值模拟以及溃坝洪水下游演进过程和致灾后果评价进行,并取得了大量重要成果,为提高土石坝安伞控制水平,科学制定大坝溃决防洪应急预案,减轻或避免因大坝溃决造成的损失提供了重要的技术支撑。由于溃坝后果的严重性和溃坝机理的复杂性,世界各国对于大坝的安全问题均给予了高度重视。自世纪以来,各国学者分别从理论分析、物理模型试验、数值模拟等方面对溃坝问题进行了详细的研究,取得了大量重要成果,有力促进了土石坝安全控制水平的提高。由于土石坝自身的特点,其溃坝几率较其它坝型更大,且其渍决机理尤为复杂,因此各国学者对土石坝的溃决机理及渍口发展的研究给予了极大关注。相应的研究工作主要围绕溃坝物理模型试验和与数值模型建立等方面进行。现场进行了的大比尺模型试验。世纪年代,奥地利学者也对堆石坝溃决问题进行了大量室内试验,其最大模型高达匝槌晒砻鳎鲜鍪南京水利科学研究院博士学位论文
刷率与模型比尺之间的关裂验的溃决时间比尺基本一致,而对于相同的护坡,坡度减缓时,冲开坝坡的临界水头将显著增加【。世纪年代开始,欧美国家将渍坝研究重点逐渐转移到溃坝机理上,包括美国国家大坝安全计划分轎罡】等。其中,项目共进行了未蟪叨认殖∈匝坝高槭夷粘性材料⒉煌牧闲阅粒径级配、压实程度、含水量⒉煌>瞿J漫对引冲式自溃坝口门形成时间及下切率进行了详细的研究,并总结出了口门形成及坝体段的冲刷速率和冲刷过程,认为影响坝体段的冲刷速率的因素除水头外,年辏暇┧蒲а芯吭阂劳小笆晃濉惫铱萍贾С偶苹多组室内溃坝模型和现场溃坝试验,取得了大量成果。对于室内溃坝水工模型试验,考虑不同坝体材料特性、坝型、坝体尺寸、溃小比尺试验P捅瘸遧:.试验中针对不同坝型拾印⑿墙坝⒉煌犹寮负涡巫不同坝坡、不同顶宽⒉煌硬牧非粘性材料、顶、管涌扔跋煲蛩亟辛讼晗秆芯浚〉昧朔岣坏某晒Mü殖〖笆夷谑验的研究分析,在溃决机理及溃⒄构谭矫娴贸鲆韵陆崧郏无论对何种材料构成的堤坝,在发生漫顶情况下,其下游坝面的冲刷在开始阶段时均是缓慢渐进的,而当冲刷最终发展到坝顶上游边缘后,溃决过程将十