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本文阐述和总结了目前堤防破坏和加固措施的类型及原理,以淮南市和凤台县之间的下六坊行洪区堤防加固设计工程为例,运用Geo-studio岩土仿真模拟软件,对原始堤防和设计加固措施后的堤防进行稳定分析评价。论文的主要工作包括:(1)由勘测部门提供的堤防断面图,结合已有类似工程经验,确定合适的堤防简化模型;(2)根据提供的堤防土层参数,求出水位骤降的判别标准,运用Van Genuchen-Mualem模型推出堤身土体土水特性曲线和渗透系数函数;(3)运用Geo-studio软件,建立堤防原始断面模型,计算在设计洪水位下的稳定性,利用堤防设计规范中的公式计算水位骤降下的堤防浸润线和边坡稳定性;(4)由地质条件和工程经验,选取防渗墙、护坡和盖重三种措施,计算加固后的堤防稳定性,并对单一加固和联合加固方案进行评价。 本文的研究结果包括:(1)确定模型尺寸。模型以堤身为中心,水平方向上延长两倍的堤高,从堤脚向下垂直延长两倍的堤高,运用Geo-studio软件建立模型,模型以水平长度约为75m,垂直长度约为22m,坐标原点取左边界高程0.0m处,X轴垂直于堤防向右为正,Y轴向上为正。(2)评价原堤防进行稳定分析。计算结果表明:①在30年一遇设计洪水位23.56m下,堤身浸润线出逸点位于堤身高度的1/3以下,堤身土体背水侧渗透稳定性不满足要求,堤防最危险断面满足抗滑要求;②在水位骤降情况下,堤防最危险断面不满足边坡稳定性要求。(3)设计单一加固方案措施。堤防临水侧布置混凝土护坡和粘土盖重、堤身布置混凝土防渗墙,设计防渗墙厚度为40cm和50cm,深入表层粉质粘土层1m和2m,堤顶布置;护坡厚度分别为15cm和25cm,向外延伸1m和1.5m;盖重厚度为2m、2.5m和3m,宽度为6m。(4)评价加固后的堤防稳定性。计算结果表明:①布置防渗墙和护坡的堤身浸润线均有所下降,厚度越大下降幅度越大;堤身土体背水侧满足渗透稳定性要求;②布置盖重的堤身浸润线基本保持不变;堤防断面最危险断面安全系数均提高为1.528、1.669和1.866,满足边坡稳定要求。(5)设计防渗墙和盖重、护坡和盖重的联合加固方案。计算结果表明:布置不同联合加固措施的堤防渗透和边坡稳定性均满足要求,并且二者的水力要素和堤坡最危险断面安全系数相差不大。(6)对联合加固方案进行评价。以安全、经济、耐久性和施工速度为四个判别因素,对防渗墙和盖重组合及护坡和盖重组合进行综合对比,最后推荐防渗墙和盖重的联合加固方案。 综上,本文由已有的堤防除险加固方法,结合实际堤防工程案例,分析评价了原始堤防和采取不同加固措施的堤防稳定性,最后从安全、经济、耐久性和施工速度对选取的方案进行综合评价,给类似堤防设计加固工程提供参考借鉴。