动水压力作用下堤防边坡流固耦合渗流特性研究

论文摘要

将堤防边坡土体简化为由固体土骨架和水组成的饱和介质,考虑动水压力引起的土骨架体积应变,引入堤防边坡土体孔隙率和渗透率的动态变化表达式,运用饱和土力学和流体力学理论构建了动水压力作用下堤防边坡的流固耦合渗流方程。选取某堤防边坡工程实例,借助COMSOL软件进行了数值模拟。研究结果表明:动水压力会引起固体土骨架的压缩变形,土的孔隙率提高,流水的渗流路径较远,在堤防边坡设计和研究时应充分考虑孔隙水渗流压力引起的体积变形;堤防边坡的沉降主要发生在临水边坡一侧,渗流作用引起的边坡沉降较小。

论文目录

• 1 动水压力作用下的流固耦合动态本构模型
•   1.1 堤防土体的运动变形方程
•     （1）有效应力原理。
•     （2）物理方程。
•     （3）几何方程。
•     （4）动力平衡微分方程。
•   1.2 考虑土骨架体积变形的河水渗流方程
•     （1）孔隙率动态模型。
•     （2）渗透率动态模型。
•     （3）河水含量计算模型。
•     （4）Darcy渗流定律。
•     （5）河水渗流模型。
•     （6）堤防土体总的体积应变。
• 2 数值解答
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吴勇,黄江华,左思贤

关键词: 动水压力,堤防,流固耦合,运动变形,数值模拟

来源: 水道港口 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 水利水电工程

单位: 浙江华东工程安全技术有限公司,郑州大学水利与环境学院

基金: 水利部堤防与病害防治工程技术研究中心资助(201409)

分类号: TV871

页码: 724-729

总页数: 6

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