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北部引嫩干渠渠道滑坡机理研究

作　者: 孙颖娜
导　师: 张菊蓉
学　校: 东北农业大学
专　业: 农业水土工程
关键词: 滑坡机理遗传算法边坡稳定分析瑞典圆弧法冻融侵蚀
分类号: TV67
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

黑龙江省北部引嫩工程位于黑龙江省西部，地处嫩江中游左岸的松嫩平原腹地，地理位置在东经126度～128度，北纬46度～48度之间。该工程以满足大庆石油和化工生活用水为主，同时解决沿途24个分灌渠用水的综合性大型无坝引水工程。自1976年建成以来，已累计引水100多亿立方米，取得了巨大的经济效益，成为黑龙江省西部关系到国计民生的重点工程，但近年来渠道破坏严重，冻融侵蚀强烈，边壁剥蚀下来的泥沙经渠道内水流搬运沿程发生淤积，导致渠底抬高，渠宽增加，马道缩小，已经严重影响到渠道的安全运用，必须进行综合治理。本文是对处于高纬度寒冷地区的北部引嫩渠道的滑坡机理研究，希望能对北部引嫩工程的治理提供一些理论依据。本文主要通过该地区的地质岩性、气候因素、地表水和地下水状况以及原有边坡形态等几个方面进行分析研究，通过实验确定北引渠道土体的物理力学指标，用来分析其物理力学特性，从而确定北引渠道产生滑坡的根本原因。本文在边坡稳定分析中利用遗传算法与瑞典圆弧法相结合，进行编程计算，并且把冻融侵蚀对北引渠道的边坡破坏作为重要的破坏因素进行分析研究，以上两点是本文的重点和突破点。遗传算法(Genetic Algorithm)是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索方法，它通过选择、交叉和变异三个过程实现。目前，这种方法已经在许多领域中得到了广泛的应用。本文利用遗传算法结合瑞典圆弧法进行边坡稳定分析，取得了较好的效果，与以往的程序相比，提高了运算的速度，用VB6.0编程，使用户界面更加清晰，便于应用。在以往北引渠道的边坡稳定分析中，人们并未特别注意到冻融侵蚀对边坡产生滑坡的重要影响。本文提出北引渠道由于地处高寒和多年冻土地区，在寒冷剥蚀、冻融剥蚀以及融雪径流等的动力作用下，渠道将发生较为严重的破坏。

全文目录

中文摘要  5-6
英文摘要  6-7
1 引言  7-13
  1．1 立项背景  7-8
    1．1．1 北引渠道现状  7
    1．1．2 渠道滑坡机理分析  7-8
    1．1．3 研究的目的和意义  8
  1．2 国内外研究的动态和发展趋势  8-9
    1．2．1 国内的动态和发展趋势  8-9
    1．2．2 国外的动态和发展趋势  9
  1．3 研究的内容和方法  9
    1．3．1 研究的主要内容  9
    1．3．2 研究的方法和技术路线  9
  1．4 本课题研究的预期效果  9-10
  1．5 北部引嫩工程自然概况简介  10-13
2 北引渠道乌南46～54km段的分析研究  13-18
  2．1 乌南段概况  13
  2．2 冲淤变形  13-14
  2．3 滑坡类型  14-15
    2．3．1 深层滑动  14-15
    2．3．2 浅层滑动  15
  2．4 地下水地表水对渠坡的影响  15-16
  2．5 裂隙的影响  16-18
3 渠道土质、水质分析  18-24
  3．1 概述  18
  3．2 土体颗粒大小分析  18-20
    3．2．1 实验测定  18-20
      3．2．1．1 实验方法  18
      3．2．1．2 实验数据及计算  18-20
      3．2．1．3 实验结果  20
  3．3 土的渗透系数测定  20-21
    3．3．1 实验目的  20
    3．3．2 实验数据及结果  20-21
  3．4 室内碎块实验  21
  3．5 液塑限实验  21-22
  3．6 渠中水质和地下水水质  22-23
    3．6．1 嫩江水情况  22
    3．6．2 地下水情况  22-23
  3．7 结论  23-24
4 分散土对渠道的破坏  24-26
  4．1 分散土的野外识别  24
  4．2 分散土的特性  24-25
  4．3 分散土的破坏性  25-26
5 土体抗剪强度分析  26-37
  5．1 意义  26
  5．2 抗剪强度的来源  26
  5．3 影响土的抗剪强度的因素  26
  5．4 土的抗剪强度指标的测定原理  26-27
  5．5 土体抗剪强度指标cφ的确定  27-37
    5．5．1 三轴剪切实验  27-34
    5．5．2 破坏点的选择  34-36
    5．5．3 结论  36-37
6 边坡稳定分析  37-48
  6．1 边坡稳定计算的数学模型  37-40
    6．1．1 边坡稳定分析的意义  37
    6．1．2 影响土坡稳定的因素  37
    6．1．3 计算原理  37-40
  6．2 目前存在的寻优方法  40
  6．3 遗传算法简介  40-45
    6．3．1 基本遗传算法  41
    6．3．2 基于实码的加速遗传算法  41-42
    6．3．3 遗传算法的特点  42
    6．3．4 遗传算法的应用过程  42-45
  6．4 本程序说明及应用  45
  6．5 实例分析  45-48
7 冻融破坏  48-52
  7．1 气候  48
  7．2 土壤  48-50
  7．3 水文地质  50-51
  7．4 其他因素  51-52
8 渠道滑坡防治措施  52-54
结论  54-55
参考文献  55-57
附录  57-62
致谢  62

北部引嫩干渠渠道滑坡机理研究

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