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山区公路沿河路基冲刷机理和防治技术研究

作　者: 黄志才
导　师: 吴国雄
学　校: 重庆交通学院
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 沿河路基 冲刷机理 稳定性 冲刷深度 非均匀沙 护墙 丁坝
分类号: U416.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


在我国西部山区公路的建设中,公路多沿河展线,路基遭受水流冲刷毁坏的现象十分严重,如我国川藏公路西藏段由于水流对路基的冲刷破坏而经常断道。因此,对沿河路基的冲刷理论和防护技术的研究就显得尤为重要,本文结合交通部西部交通建设科技项目《西藏干线公路修筑技术研究》的子课题《公路沿河路基防护技术及水力计算》(编号:2001 318 792 57),对这一问题展开了研究。本文对沿河路基结构物附近的水流结构、冲刷机理和数学计算进行了简要的回顾和评述,在此基础上对山区河流中泥沙的运动特性进行了分析,对非均匀沙的起动流速进行了探讨;对沿河路基的水流冲刷类型、冲刷机理及冲刷深度的影响因素进行了分析,并对路基的稳定性进行了探讨;通过模型试验,对不同流量、水深、流速、泥沙、弯道半径条件下沿河路基凹岸的冲刷进行模拟,并进行了护坦式基脚护墙的冲刷试验;对丁坝附近的水流结构、冲刷机理进行分析,并对丁坝的冲刷深和回流长度的计算方法进行了探讨。文中针对非均匀沙的起动特点,考虑河床粗化和粗细颗粒间的隐蔽作用,探讨了它的分级起动流速计算模式;在对冲刷类型、冲刷机理分析的基础上,建立了考虑水流冲刷、水位变化过程等因素的路基稳定性分析模型,该模型能够反映出在洪水过程中路基稳定性的变化过程,有利于确定最危险滑动面的位置;根据模型试验的结果,分析得出了沿河路基凹岸最大冲刷深的计算公式,该式首次考虑了泥沙不均匀性因素的影响,并对护坦的减冲作用进行了定量分析;综合已有的丁坝冲刷试验资料,采用量纲理论和回归分析的方法,建立了丁坝局部最大冲刷深度的计算公式,该式可适用于山区非均匀沙河流;对于冲刷防护工程,文中以川藏公路的一个严重水毁点为例,对防护工程的应用进行了探讨。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 概述  9-12
  1.2 国内外研究概况  12-15
  1.3 本文研究的主要内容  15-16
第二章 河流泥沙运动特性  16-25
  2.1 河流泥沙的特征参数  16-18
  2.2 河流泥沙的运动形式  18-19
  2.3 泥沙颗粒的起动条件分析  19-24
    2.3.1 泥沙的起动标准  19
    2.3.2 均匀沙的起动流速  19-21
    2.3.3 非均匀沙的起动流速  21-24
  2.4 本章小节  24-25
第三章 水流冲刷机理  25-39
  3.1 冲刷类型  25-26
  3.2 冲刷的影响因素  26-30
    3.2.1 弯道水流形态  26-27
    3.2.2 局部冲刷机理  27
    3.2.3 局部冲刷深度影响因素  27-30
  3.3 冲刷作用下路基边坡稳定性分析  30-37
    3.3.1 模型的建立  30-35
    3.3.2 冲刷过程的影响  35-36
    3.3.3 水位升降过程的影响  36-37
    3.3.4 滑动面位置的确定  37
  3.4 本章小节  37-39
第四章 护墙和护坦的冲刷防护试验  39-53
  4.1 护墙的冲刷试验  39-42
    4.1.1 试验条件  39-40
    4.1.2 模型试验  40-42
  4.2 护墙的冲刷深度计算  42-46
    4.2.1 现有公式介绍  42-44
    4.2.2 本文公式的建立  44-46
  4.3 护坦的冲刷试验  46-48
    4.3.1 试验条件  46
    4.3.2 模型试验  46-47
    4.3.3 护坦的减冲机理  47-48
  4.4 护坦式基脚护墙的冲刷深度  48-51
    4.4.1 现有公式介绍  48-49
    4.4.2 本文公式的建立  49-51
  4.5 护坦防护的型式  51
  4.6 本章小节  51-53
第五章 丁坝在冲刷防护工程中的应用  53-67
  5.1 丁坝附近的水流形态  53-54
  5.2 丁坝的局部冲刷  54-55
    5.2.1 丁坝的局部冲刷过程  54
    5.2.2 丁坝局部冲刷的影响因素  54-55
  5.3 丁坝局部冲刷深度的计算  55-62
    5.3.1 已有计算公式  55-58
    5.3.2 本文计算公式  58-62
  5.4 丁坝的回流长度  62-66
  5.5 本章小节  66-67
第六章 防护工程应用实例  67-72
  6.1 工程概况  67-69
  6.2 防护工程方案  69-70
  6.3 工程水力计算  70-72
第七章 结论和问题  72-74
  7.1 结论  72-73
  7.2 存在的问题  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78
科研及论文情况  78

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路基工程
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