法向力作用接觸沖刷試驗(yàn)及計(jì)算模擬研究.pdf

1、接觸沖刷破壞是滲透破壞的一種基本形式，它主要反映流體沿著兩種不同介質(zhì)的接觸面流動時(shí)，把其中顆粒層的細(xì)粒帶走的過程。據(jù)水利部調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在水利工程事故中由滲透破壞所引起的安全事故占了很大的比例，這就使得對滲透破壞尤其是接觸沖刷破壞的系統(tǒng)性研究顯得極為重要。但由于接觸沖刷問題的復(fù)雜性，至今人們對接觸沖刷的發(fā)生機(jī)理、發(fā)展條件、發(fā)展過程以及辨別方法等問題仍沒有很好的解決。本文以試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，數(shù)值模擬為手段，采用室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法

2、，并將研究成果應(yīng)用于實(shí)際工程問題的分析中。本文主要從事研究的內(nèi)容與取得的成果如下： (1)綜述了國內(nèi)外對接觸沖刷問題的研究成果與主要發(fā)展方向，在此基礎(chǔ)上提出了本文重點(diǎn)研究的問題。借鑒前人的研究思想和研究方法，本文最終確立了以試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，結(jié)合理論分析的研究思路。 (2)進(jìn)行接觸沖刷試驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)，儀器設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)為考慮施加接觸面法向壓力，最終獲得不同法向壓力作用下接觸面滲流描述關(guān)系，這是以往的接觸沖刷試驗(yàn)所沒有考慮

3、過的。 (3)應(yīng)用泥沙運(yùn)動理論和巖石裂隙流體理論簡單分析了接觸沖刷破壞的機(jī)理。 (4)開展室內(nèi)模擬試驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。針對完整地基進(jìn)行了9組近17個(gè)試樣的接觸沖刷試驗(yàn)，開裂地基進(jìn)行了5組近13個(gè)試樣的接觸沖刷試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了接觸沖刷破壞的發(fā)生規(guī)律，及填筑條件、圍壓、滲流出口側(cè)反濾保護(hù)對接觸沖刷破壞的影響。 (5)運(yùn)用有限單元法對接觸沖刷試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，總結(jié)了不同裂縫開度、不同試驗(yàn)水頭下水力梯度、