平原水库围堤病害机理研究及水库病害信息化管理

论文摘要

我国拥有水库八万多座,总库容达到6000亿立方米,在防洪、发电、供水、灌溉等方面产生了巨大效益。然而,我国水库病害问题十分严重,40%以上的水库都存在不同程度的病险情况,严重影响了水库功能效益的发挥和社会经济的进一步发展,甚至危害到人民群众的生命财产安全。研究表明,病险水库出现的主要原因一方面是因为围堤自身的病害问题,另一方面则是由于水库后期的管理不善,对围堤潜在的病害情况认识不够造成的。因此,探明水库病害产生的机理并加强针对水库病害的管理工作,对于已建和未建的水库工程都是很有意义的。本文以北大港水库为依托,针对水库围堤的病害问题,采用数值分析的方法对围堤病害(主要是沉陷和裂缝)形成的机理进行了一些初步探讨,通过对围堤在考虑固结作用下填筑施工进行的数值模拟,总结出导致北大港水库沉陷和裂缝发生的一些主要因素,并得出了平原水库围堤病害的一般性结论,对病险水库的除险加固和今后水库的设计施工起到一定的借鉴作用。同时,采用地理信息技术,根据大港地区的地理高程信息,建立北大港水库周边地区的三维地形模型;针对多种病害问题建立北大港水库围堤的信息模型,实现了水库模型的三维可视化和针对不同围堤病害情况的多种信息查询,最终实现了针对水库围堤病害的信息化管理。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题目的及研究意义
• 1.1.1 平原水库病害研究意义
• 1.1.2 水库病害信息化管理的必要性
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 围堤病害研究成果
• 1.2.2 水库信息化管理现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 围堤病害分析的理论基础
• 2.1 传统附加应力法的缺陷
• 2.2 Terzaghj 一维固结理论基本假定中的问题
• 2.3 弹塑性理论概述
• 2.3.1 破坏准则和屈服准则
• 2.3.2 硬化规律
• 2.3.3 流动法则
• 2.4 对于固结模型的改进
• 2.4.1 均质土刚度系数修正
• 2.4.2 摩尔-库仑的拉伸截断
• 2.4.3 渗透系数的非线性修正
• 第三章 北大港水库除险加固工程概况
• 3.1 工程任务和规模
• 3.1.1 工程任务
• 3.1.2 工程规模
• 3.2 围堤现存主要问题
• 3.3 北大港水库围堤加固工程
• 3.3.1 围堤加高
• 3.3.2 围堤裂缝处理
• 第四章 北大港水库围堤病害数值分析
• 4.1 围堤沉陷分析
• 4.1.1 分析原理
• 4.1.2 计算模型简介
• 4.1.3 计算断面及参数
• 4.1.4 计算结果分析
• 4.1.5 北大港水库围堤沉陷诱发机理
• 4.1.6 平原水库围堤沉陷诱发机理一般性结论
• 4.2 围堤裂缝分析
• 4.2.1 分析原理
• 4.2.2 计算模型简介
• 4.2.3 裂缝分析方法
• 4.2.4 计算结果分析
• 4.2.5 北大港水库围堤裂缝的诱发机理
• 4.2.6 平原水库围堤裂缝的诱发机理的一般性结论
• 第五章 基于GIS 的水库病害信息化管理
• 5.1 空间数据库理论
• 5.1.1 数据库管理系统
• 5.1.2 数据与文件组织
• 5.1.3 GIS 的内部数据结构——矢量结构和栅格结构
• 5.2 信息化模型的建立
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 科研情况说明
• 致谢