风浪作用下防护堤坝渗流与冲刷的可靠性及岸滩侵蚀数值模拟问题的分析方法

作     者：吴昌灿 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张我华

授予年度：2004年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：防浪堤坝 随机因素 渗流稳定性 冲蚀稳定性 安全功能函数 可靠性分析 风浪作用 岸滩侵蚀 海岸沉积物迁移 海岸演变 

摘      要：在防浪堤坝的设计中，传统的安全性能分析方法采用综合的安全系数概念，但洪水、风浪、河道冲刷、土力学特性等因子都是随机性的，具有一定的不确定性。因此，传统的方法常给结构的安全、经济、可靠性带来质疑。本文根据598084号年浙江省自然科学基金项目和G59901号国家教育部回国留学人员科研启动基金项目的部分研究目标和研究内容的要求应用概率分析方法研究了在随机风浪荷载作用下和筑堤材料随机性影响下防护堤坝抗渗流、抗冲刷稳定性的分析计算模型;用数值分析方法研究了在浪潮能量作用下岸滩侵蚀造成海岸演变问题的数学分析模型。通过渗流有限元和渗流可靠性分析论证了1998长江流域特大洪水灾害中九江市防护大堤发生的严重溃口破坏的渗流破坏机理。分析、比较得出结论：堤防下游坡脚的出逸比降接近和超过临界比降，在1998年长江百年一遇的洪水条件下九江大堤溃口断面的抗渗可靠性仅在55％左右的非常低水平。论证了该堤坝在1998年汛期的洪水条件下被冲溃口的必然性。研究表明，对防护堤坝的抗渗稳定性和抗冲刷稳定性进行可靠性的概率分析是一种更科学、更合理的堤坝安全性分析方法。大多数堤坝都是在岸滩上建造的，岸滩的冲刷、侵蚀、变形会直接影响堤坝及其基础的安全与功能。因此“保堤必须护滩，岸滩和堤坝的防护问题成为互相联系、互相制约又互相补充的环境安全问题。影响防护堤坝失效的因素很多，而且非常复杂，全面判定防护堤坝失效问题是一项非常棘手的问题，需要长期深入地进行研究。