南水北调中线干线工程高填方渠段渗流分析

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1、万方数据摘要南水北调中线干线工程高填方渠段渗流分析摘要南水北调工程是解决北方严重缺水、民众饮水用水难等问题的一项重要水利工程。它分东、中、西三条调水线路，其中南水北调中线干线工程自河南省淅川县陶岔渠首开始，渠线经过河南、河北、北京、天津四个城市，跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域，全长1431.95km。南水北调中线干线工程高填方渠道中某段地下水位较高，在施工期，需采取必要的降水措施来保证渠道开挖和衬砌在干地施工；在运行期，渠道水位下降、退水或渠道放空检修时，地下水的浮力作用将影响渠道衬砌安全，也需要采取渗流控制措施以保证渠道安全；并需要通过渗流计算为渠道边坡的稳定分析提供基

2、础数据，因此对施工期和运行期渠道边坡进行渗流分析和渗控措施的研究是很有意义的，其中在高填方渠段附近有村庄和交叉建筑物，若渠道发生渗水或漏水，可能会对附近村民有生命威胁以及对附近的重要建筑物会造成损坏，对于国家会产生较大的经济损失，所以对高填方典型断面进行渗流分析是非常必要的。本论文主要对南水北调中线焦作段高填方典型断面进行渗流分析。主要内容如下：1）以大型有限元软件ABAQUS为平台，综合运用渗流计算理论、ABAQUS中非饱和渗流问题的非线性本构以及ABAQUS中特殊的渗流边界条件功能，对高填方典型断面取设计水位和加大水位两种工况进行渠道渗流分析。2）根据有限元强度折减法的基

3、本原理，结合强度折减法的边坡失稳判据，对高填方渠段边坡进行稳定性分析，并研究在不同土体参数下，土体参数对边坡稳定安全系数的影响。3）根据渗流基本理论与渗流计算有限元原理，对高填方渠段交叉建筑物进行风险分析以及渗控措施研究。关键词：南水北调；高填方；渗流分析；强度折减；渗控措施I万方数据华北水利水电大学硕士学位论文II万方数据ABSTRACTSEEPAGEANALYSISOFSOUTHTONORTHWATERTRANSFERMIDLINEHIGHFILLCANALSEGMENTABSTRACTTheSouth-to-NorthWaterTransferProjectofChin

4、aisanimportantwaterconservancyprojecttosolvetheproblemofpeopledrinkingwaterandthewatershortageinnorthChina.Ithasthreewatertransferroutes,westroute,middlerouteandeastroute.ThemainrouteoftheMiddleRouteintheSouth-to-NorthWaterTransferProjectstartsofTaochaheadworkinXichuan,Henanprovince.Therout

5、egoestonorthChinaviaHenan,Hebei,Beijing,TianjinfourprovincesandacrosstheYangtzeRiver,HuaiheRiver,theYellowRiver,HaiheRiverfourbasins.Itsfull-lengthis1431.95km.ThemainrouteofSouth-to-NorthWaterTransferProjectinthechannelsofhighfillasectionoftheundergroundwaterlevelishigher.Duringtheconstruct

6、ionperiod,itneedtotakethenecessarymeasuresofprecipitationtoensurethatthechannelexcavationandlininginthedryconstruction.Atruntime,whenchannelwaterleveldropsorthechannelwaterblow-down,buoyancyofgroundwaterwillaffectthesafetyofchannellining.Soitalsoneedtotakemeasurestoensurethesafetyofseepagec

7、ontrolofchannelandprovidethebasicdataforchannelslopestabilityanalysisthroughthecalculationofseepage.Thustheresearchofseepageanalysisofchannelslopeandseepagecontrolmeasuresisofgreatsignificance.Inhighfillchannelandcrosssectionnearthevillagebuildings,ifcha