堤防工程流固耦合分析

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堤防是世界上最早广为采用的一种重要的防洪工程,筑堤是防御洪水保护人民生命财产安全的主要措施。土堤作为一种重要的堤防型式被广泛的采用,土堤不仅施工工艺简便而且可以就地取材。土堤在我国已有数千年的历史,即便在经济发达的国家仍被广泛采用,土堤是水利工程与景观工程的完美结合,不仅具有防洪作用同时也具有景观效果。对于土堤工程的建设与运行期间,不仅要考虑堤身的沉降变形于堤身的稳定,还要兼顾渗流产生的孔隙水压力对于整个工程的作用。本文结合南渡江防洪工程,以渗流有限元方法计算理论及岩土本构关系模型为理论基础,通过FLAC软件实现流固耦合分析计算。根据工程实际勘测数据计算分析得出堤身沉降于渗透稳定数据。对同类工程的建设施工具有指导意义和参考价值。本文研究的主要内容为:(1)结合工程实地勘测数据,采用FLAC软件,分析计算工程分层填筑施工至填筑达到设计高程过程中产生的沉降变形,于工程施工期间产生的超静孔隙水压力,及其对于堤身沉降稳定的影响,并计算得出堤身沉降曲线。(2)分析计算堤防迎水侧达到设计洪水位并形成稳定渗流工况下,堤身未设置防渗措施情况下洪水对堤防工程的作用,及堤身渗流情况。进行耦合分析得出堤防迎水侧坡脚处、堤防中心点于背水侧坡脚处位移及孔隙水压力变化数据。结果表明在迎水侧达到设计洪水位并形成稳定渗流的情况下,出溢比降值大于地基土的允许值需要在迎水侧增加防渗措施。(3)分析计算堤防迎水侧达到设计洪水位并形成稳定渗流工况下,堤身增设防渗措施后渗流变化情况。
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