河道治理工程施工论文提纲

论文题目：海绵城市双层河道不同排水措施下渗透破坏模式研究

摘要：双层河道是一种以海绵城市蓄、排理念建设的新型河道型式,在城市河道治理中具有独特的优势。渗透破坏是威胁双层河道安全的隐患之一,本文依托重庆市巴南区龙洲湾B区堰河治理工程,采用理论分析、室内实验及数值模拟相结合的方法,对双层河道在不同排水措施下的渗透破坏模式展开研究。主要的研究内容及相关的研究结论为:（1）通过查阅相关文献并参考工程实例对双层河道的基本特性展开研究,详细地阐述了双层河道的功能、适用条件、断面型式及防渗排水措施。（2）在渗流理论及渗透变形理论的基础上,结合双层河道的结构特性,系统地分析了影响双层河道渗流稳定性的主要因素和双层河道渗透破坏主要形式。（3）选取重庆市巴南区龙洲湾B区堰河治理工程施工现场的土石回填料为原料,针对土石填料的渗透特性展开室内实验。得出压实度对土石料的渗透特性及渗透破坏型式有较大影响,压实度达到95%时,渗透系数可达10-4cm/s量级,临界坡降为1.0左右,最大破坏坡降为3.0左右,过渡型土体随着压实度的提高,其渗透破坏类型可由管涌型破坏转变为流土型破坏。（4）基于饱和-非饱和渗流理论,运用ABAQUS和GeoStudio有限元软件对不同排水措施下的双层河道模型进行渗流分析,并对其渗透破坏模式展开研究。得出:（1）双层河道横断面方向为渗流主方向;（2）在无防渗排水措施下,上层河道的渗漏导致地下水位持续抬高,箱涵外侧孔隙水压力较大,不利于箱涵的结构稳定,且箱涵与回填土接触面有发生接触冲刷的危险;（3）在下层箱涵侧墙和顶板布置排水孔,有利于降低地下水位,减小箱涵外侧的渗透压力,但排水孔渗流出口处的水力梯度值较大,超过了土石填料的抗渗临界水力梯度,有发生出逸型渗透破坏的危险;（4）在下层箱涵外侧布置级配碎石排水体有利于进一步提高下层箱涵的排渗能力,降低地下水位,减小渗流出口的水力梯度,但在上层河道岸坡坡脚处以及下层箱涵排水孔渗流出口处仍有发生渗透破坏的风险;（5）在上层河道铺设防渗土工膜可显著减小上层河道的渗漏量,有效降低地下水位,渗流出口的水力梯度值可控制在安全允许的范围内,有利于上层河道的景观蓄水和回填区的渗流稳定性。（5）在室内试验和数值分析结果的基础上,对双层河道的渗透破坏防治措施展开探讨,提出防止双层河道发生渗透破坏在设计和施工上主要可从提高回填料的抗渗能力、防渗措施、排水措施以及渗流出口的滤层保护这四个方面来考虑。

关键词：海绵城市;双层河道;防渗排水;渗透破坏

学科专业：水工结构工程

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 选题背景与研究意义

1.2 海绵城市研究现状

1.2.1 海绵城市国外研究现状

1.2.2 海绵城市国内研究现状

1.3 城市双层河道研究现状

1.3.1 城市河道治理概述

1.3.2 双层河道研究现状

1.4 渗透破坏研究现状

1.4.1 渗透破坏理论国内外研究现状

1.4.2 堤防工程渗透破坏模式概述

1.5 本文研究方法及内容

第二章 双层河道特性研究

2.1 双层河道概述

2.2 双层河道的适用条件

2.3 双层河道断面型式及特点

2.4 双层河道的防渗排水措施

2.4.1 防渗措施

2.4.2 排水措施

2.5 本章小结

第三章 渗透变形理论及双层河道渗流稳定性分析

3.1 饱和-非饱和渗流理论

3.1.1 水土势基本理论

3.1.2 饱和-非饱和土渗流达西定律

3.1.3 饱和-非饱和渗流的基本微分方程

3.1.4 非饱和土渗流参数

3.2 渗透变形的机理与主要类型

3.2.1 渗透变形的机理

3.2.2 渗透变形的类型

3.3 渗透变形的判别方法与临界水力梯度

3.3.1 渗透变形的判别方法

3.3.2 临界水力梯度

3.4 双层河道渗流稳定性分析

3.4.1 影响双层河道渗流稳定性因素分析

3.4.2 双层河道渗透破坏形式分析

3.5 本章小结

第四章 双层河道土石填料渗透特性实验研究

4.1 颗粒分析实验

4.2 击实实验

4.3 渗透及渗透变形实验

4.3.1 实验方案

4.3.2 实验仪器

4.3.3 实验方法

4.4 渗透变形现象分析

4.4.1 不同压实度条件下的渗透变形现象分析

4.4.2 渗透变形类型讨论

4.5 渗透变形实验结果分析

4.5.1 不同压实度条件下试样的渗透性研究

4.5.2 不同压实度条件下试样的抗渗强度研究

4.6 本章小结

第五章 基于ABAQUS的双层河道非饱和渗流数值分析

5.1 ABAQUS有限元软件简介

5.2 ABAQUS在非饱和渗流分析中的应用

5.2.1 非饱和渗流问题中的边界条件

5.2.2 非饱和渗流问题中的材料模型

5.3 双层河道三维有限元数值模拟

5.3.1 模型的建立及边界条件的确定

5.3.2 材料参数的选取

5.4 不同排水措施下双层河道渗流场分析

5.4.1 无防渗排水措施下的双层河道渗流场分析

5.4.2 下层箱涵布置排水孔对双层河道渗流场影响分析

5.4.3 上层明渠铺设防渗土工膜对双层河道渗流场影响分析

5.5 本章小结

第六章 双层河道渗透破坏及防治措施研究

6.1 GeoStudio有限元软件简介

6.2 基于SEEP/W模块的双层河道渗流分析

6.2.1 模型的建立

6.2.2 边界条件

6.2.3 材料参数

6.3 双层河道不同排水措施下的渗流稳定性分析

6.3.1 无防渗无排水措施下双层河道渗透破坏分析

6.3.2 下层箱涵布置排水孔条件下的双层河道渗透破坏分析

6.3.3 级配碎石排水体对双层河道渗流稳定性影响分析

6.3.4 防渗土工膜对双层河道渗流稳定性影响分析

6.3.5 与ABAQUS渗流计算结果对比及规律分析

6.4 双层河道渗透破坏防治措施研究

6.4.1 提高回填料的抗渗能力

6.4.2 双层河道的防渗措施

6.4.3 双层河道的排水措施

6.4.4 渗流出口的滤层保护

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献