耐特龙柔性生态围堤变形与稳定性能研究

论文摘要

黄河下游堤防历史悠久。为防止黄河水患,从1946年人民治黄以来,对原来的堤防先后进行了多次大规模的加高和培厚,使堤防的高度和强度有了很大提高。黄河下游堤防曾采用过放淤固堤、压力灌浆以及截渗墙等加固措施,经过长期实践证明,放淤固堤可以显著提高堤防整体稳定性；放淤体可为防汛抢险提供场地和原料,同时具有一定的疏浚减淤作用。放淤固堤被规划选定为黄河下游堤防加固的主要措施。但近些年来,淤区围堤在施工过程中都不同程度出现“脱坡”现象,不仅危害了堤防的整体安全性,而且耗时耗工,浪费大量人力和物力。本文利用土工合成材料耐特龙柔性生态袋（NaturwallTM）过滤排水、防护加固的功能,将其应用于放淤固堤工程的围堤修筑工程中,保护围堤安全稳定,同时又可以降低工程材料造价,为黄河下游围堤工程选用新技术修筑提供理论依据与支持,主要进行以下几方面工作：（1）对目前国内外利用土工合成材料以及植被护坡的现状进行回顾,分析生态袋护坡应用前景。（2）调研放淤固堤工程围堤施工现状,调查分析山东德州放淤固堤工程围堤现有施工方法,收集整理筑堤土质特性资料。（3）选取山东黄河德州段有代表性淤区围堤10-50m,根据不同设计方案铺设柔性生态袋,通过布设监测设备观测不同试验段内围堤表面位移、深部位移以及土质的强度变化。（4）根据试验断面选取有代表性围堤原状土体进行土体基本物理及力学性能试验,同时对柔性生态袋进行力学性能和摩擦性能试验,为数值模拟参数选取提供依据。（5）利用Geostudio软件中SLOPE模块计算不同生态袋加固方案下围堤安全系数,根据现场监测结果优选柔性生态袋最佳布设方案,为围堤施工采用新技术、新材料提供技术支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 黄河下游淤区围堤加固技术研究现状
• 1.2.2 生态袋应用现状
• 1.2.3 植被护坡研究现状
• 1.3 本文主要的研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 拟采用技术路线
• 2 山东德州段黄河放淤固堤工程施工情况调研
• 2.1 山东德州段黄河堤防放淤固堤工程概况
• 2.1.1 堤段现状
• 2.1.2 放淤填筑设计及施工情况
• 2.2 水文地质概况
• 2.2.1 自然条件
• 2.2.2 地形地貌
• 2.2.3 地层岩性
• 2.3 德州段黄河堤防放淤固堤工程施工存在的问题
• 3 耐特龙柔性生态围堤加固试验方案设计
• 3.1 现场试验设计
• 3.1.1 现场试验概况
• 3.1.2 现场试验设备
• 3.1.3 现场仪器布设
• 3.1.4 耐特龙柔性生态袋布置方案设计
• 3.2 生态袋所需草种选择
• 3.2.1 边坡绿化草种
• 3.2.2 草种添加剂
• 4 耐特龙柔性生态围堤力学与摩擦试验及结果分析
• 4.1 土样基本物理力学性能试验
• 4.1.1 取样位置及方法
• 4.1.2 室内试验
• 4.1.3 试验结果分析
• 4.2 耐特龙柔性生态袋物理力学性能试验
• 4.2.1 试验依据
• 4.2.2 试样制备
• 4.2.3 室内试验
• 4.2.4 试验结果
• 4.3 耐特龙柔性生态袋摩擦性能试验
• 4.3.1 试验材料
• 4.3.2 试验原理及方法
• 4.3.3 试验结果分析
• 5 耐特龙柔性生态围堤加固试验现场监测结果分析
• 5.1 监测数据的采集和处理
• 5.1.1 监测资料收集
• 5.1.2 原始观测资料误差分析
• 5.1.3 填表和绘图
• 5.1.4 监测数据处理
• 5.1.5 初步分析和异常值判识
• 5.2 地表变形监测结果分析
• 5.2.1 水平变形监测结果
• 5.2.2 表面位移监测结果分析
• 5.3 深部位移监测结果分析
• 5.3.1 深部位移监测计算公式
• 5.3.2 深部位移监测结果
• 5.3.3 深部位移监测结果分析
• 5.4 土压力监测
• 5.4.1 土压力计的计算公式
• 5.4.2 土压力监测结果
• 5.4.3 土压力监测结果分析
• 5.5 渗压水位监测
• 5.5.1 渗压计的计算公式
• 5.5.1 渗压计监测结果
• 5.6 小结
• 6 NaturwallTM柔性生态围堤稳定性计算与效益分析
• 6.1 稳定性分析理论基础
• 6.2 建模及计算参数选取
• 6.3 计算结果分析
• 6.4 效益分析
• 6.5 小结
• 7 结论和展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢