文档介绍：华南理工大学
硕士学位论文
水毁路基边坡保护工程设计及二维数值模拟
姓名:王耀宗
申请学位级别:硕士
专业:交通运输工程
指导教师:刘月琴;何海胜
20061027
摘要河龙高速公路是我国东营至香港的国家重点公路建设项目的重要组成部分,也是广东省“十五”期间规划建设的重点工程项目之一。该公路位于河源清溪河段,在年碌亩ń饔蛱卮蠛樗惺艿窖现氐幕倩担匕侗咂路⑸本论文结合工程路段的实际情况,采用航道整治工程对坍塌的边坡进行保护。河源清溪河段属典型的弯曲河道,弯曲河道的水流因受离心力的作用,整个水体向凹岸壅高,凸岸水面变低,从而产生了面流指向凹岸、底流指向凸岸的螺旋状水流。由于河道表层水流较清,含沙量较小,底层水流较浑,含沙量较大,表层的清水冲向凹岸,使凹岸遭到冲刷,冲刷产生的泥沙以及上游挟带下来的大粒径沙卵石,由底流推移至凸岸产生淤积,并在凸岸形成边滩。因此,在弯道环流的作用下,土质松软的工程河段凹岸不断受到冲刷,并不断地坍塌后退,特别是在年东江流域特大洪水的作用下,刚刚竣工的高速公路以及河边的乡道路基的基础被洪水淘空,因此导致了边坡失稳、路面下陷等严重问题。本论文借鉴国内外众多专家对公路水毁问题的研究成果,在认真勘察工程现场和了解所在河段的地质、水文、泥沙特性的基础上,详细分析了公路水毁的原因和机理,提出了采用短丁坝和护岸相结合的航道整治工程措施来保护公路水毁边坡的设计方案,并采用数值模拟方法,对设计方案的工程效果进行了验证和比选。本论文提出了两种整治线走向的四种工程设计方案,即根据整治线的离岸距计,并在技术性和经济性两方面与筑坝方案进行了比选。数值模拟采用沿水深积分的平面二维模型,水流为非恒定不可压缩流体,因此,,利用有限单元法对方程进行离散求解,未知函数的时间导数采用差分格式来进行离散,进行空间离散时主要考虑风产生的切应力、河床底部的摩阻应力以及地球自转引起的柯氏力的影响,并采用二次插值函数对方程组进行离散。通过与原型进行整治水位下水面线和流态的验证,表明模型计算精度基本达到要求。数模计算分别对各种整治方案在设计流量、离分为较长丁坝的两种方案和较短丁坝的两种方案。同时还进行了桩式护岸的设
整治流量、五年一遇洪水流量三种情况下,进行了整治工程前后的水位、流速以及流态变化的分析和比较,计算结果表明长丁坝护岸更有利于使主流动力轴线偏关键词公路水毁;弯曲;.段;航道整治;数值模拟离凹岸,从而起到保护河道凹岸的作用。华南理工大学工稃硕宦畚
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指导教师龆戈慨驯弩叫五彩劈作者签名:五锵斋网期:细苫乓弭廖华南理工大学学位论文原刨性声明学位论文版权使用授权书日期:Ⅻ阥骂橙本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取褥的磅究成果。除了文中特别加数标注萼稠绊ㄈ菥韭畚牟伙旰何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均融在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律蜃栗森本久承整。作者签名:本学绽论文作者完全了解学校有关镶餐、使用学像论文的魏定,瑟:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和咆子版,允谗学位论文被查溯阽堂芷谀诘谋C苈畚耐;学校可戳公布学位论文的全部或部分内裙,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人逝子文档的内容和纸质论文的内容糨一致。本学德论文属于;口保密,在年解密后适用本授权书。篷不保密。学位论文全文电子版提交后:囵同意在校园网上发布,供校内师生和与学校有共摩协议的单位浏览。刖┮陨象暧Ψ娇蛱蹬啊獭/
,接在建的梅龙高速公路,西止于仙塘镇,与在建的粤赣高速公路相连,,。其中河源市因洪灾死亡人数人,。全市共有鱿镇焓麓受灾,,,因洪灾倒塌房屋洌た笃笠低2户,损坏公路路基公里,损毁铁路公里,,损坏堤防河龙高速公路挝挥诙ń逑:,洪峰流量达榭鑫<保毙璨扇」こ檀胧┍;ぁ1;ず颖呗坊咂乱话憧刹捎米护岸或护岸短丁坝护岸的方法。但由于本路段正处于弯道凹岸,大小不同的洪水其水流的安全隐患。而采用全线打桩的方法处理造价相当高,且技术难度和施工难度较大。所以从长远和经济角度来考虑,本工程采用护岸短丁坝护岸的方法进行处理,将主流挑离河岸引导至河中间,使得河岸不再受主流