张升华[1]2017年在《公路黄土坝式路堤汛限水位及涵洞泄洪力设计方法研究》文中进行了进一步梳理公路黄土坝式路堤是一种具有道路通行、蓄水、水土保持和环境改善功能的路堤,黄土坝式路堤的库区蓄水可以有效的保证周边的畜牧、灌溉及生活所需用水量,同时库水蒸发可提高周边空气湿度,改善周边的生态环境。但是在设计施工过程中会遇到一些实际问题,例如蓄水后水位高度问题、涵洞设计与否及具体设计问题。为了研究这个问题,需构建简单易行符合实际设计需要的公路黄土坝式路堤汛限水位及涵洞泄洪力的理论方法和具体的设计步骤,为设计所借鉴。经过深入研究,本文主要研究思路、方法及取得的成果如下:1.通过第一章和第二章的研究,运用水量平衡原理,在已有文献的成果基础上,增加考虑了绕坝渗流,得到了符合坝式路堤实际情况的总损失率QZS计算方程、理想均值水位和汛限水位等基本概念,并设计出总体的方法步骤,方便后续研究的展开;2.在第叁章中对总损失率QZS计算方程的各项进行了深入的研究分析,分别得到了年入库量QNRL、蒸发率QZF、库岸渗漏率QKA、绕坝渗漏率QRB的计算方法,最终推导出了总损失率QZS的计算方法,并根据该计算方法构建得到水位-总损失率QZS关系曲线,继而得到理想均值水位H确定方法;3.在第四章中对库容的测量计算方法进行了介绍,根据库容计算方法得到水位-库容关系曲线,并利用已得理想均值水位H求出了汛限水位(H+h’)。通过对不同库型的模拟得出在外部环境因素和不考虑路堤坝体高度限制的情况下,不论库型如何,任何坝式路堤都一定存在理想均值水位和上下限水位,理想均值水位以下的库型并不影响理想均值水位的确定,且理想均值水位仅与某水位高度的水面面积S和库岸线长度l有关。4.第五章还研究了泥沙淤积对库区的影响,得到了产沙量的计算方法,泥沙经过多年的淤积,使得有效库容和滞洪库容的减少,由此产生的影响对坝式路堤蓄水是不利的,淤积过高将引起库区的干涸;5.在第六章中通过对坝式路堤的实地测量,利用第叁章的计算方法分别对比了实际库区不考虑渗漏和考虑渗漏两种不同工况所得结果:不考虑库区渗漏时利用第叁章计算方法算得的理想均值水位高于实际水位高度,利用此方法也可进行设计,设计偏保守;考虑库区渗漏时算得理想均值水位H与实际水位高度较为接近,设计更加准确,与实际相符。6.在第六章对前面构建的方法步骤进行实例验证和分析,并对比研究相关文献,说明文献中的路堤均可不设置涵洞,和现场调研的实际情况符合,也说明本文的设计计算方法和步骤是可行的。
徐世强[2]2002年在《公路黄土坝式路堤设计研究》文中认为黄土坝式路堤作为一种新的工程型式，具有实际应用上的重要性和必要性，而对它的设计理论与方法的研究尚不能满足工程实际提出的要求，因此，对其进行研究具有重要的实际意义和理论意义。 本文在分析坝式路堤将产生的社会、环境效益的基础上，对其经济性与高路堤及桥跨结构进行了对比，并将土坝和建筑地基设计理论和方法引入公路坝式路堤设计，提出了关于坝式路堤设计的结构型式、稳定设计、沉降设计、地基设计等一整套方法。并结合实例加以论证。 总之，本文提出了一整套坝式路堤的设计理论和方法，具有一定的参考价值。
徐世强[3]2011年在《公路黄土坝式路堤力学性状与设计方法研究》文中研究表明公路黄土坝式路堤是一种兼道路通行及蓄水的双功能建筑物，它在保证公路运输功能前提下具有滞洪蓄水、水土保持、改善环境的作用，对缺水的黄土地区的经济可持续科学发展具有重要的意义。坝式路堤因蓄水、边界条件、抗震等与土坝或高路堤不同，产生相应实际问题，研究一整套坝式路堤的设计方法，对坝式路堤的推广应用具有重大现实意义。论文围绕坝式路堤现实中遇到的主要问题，研究了其力学特性、沉降计算方法、稳定性、泄洪涵洞水文计算等主要问题，研究了地基设计与处理、防渗漏、坝式路堤位置及结构形式、坝式路堤几何参数等次要问题。采用有限元仿真分析手段和理论计算相结合，并借鉴引入土坝和高路堤成功经验，主要取得了以下6个方面的进展：1．采用数值模拟仿真分析方法对坝式路堤的力学特性进行了系统研究，得出了影响坝式路堤沉降的物理力学参数影响规律为：对弹性模量敏感性是分段的；对重度变化是十分敏感的；对强度参数变化是不敏感的。得出对结构类型参数的影响规律为：填方高度、水位变化十分敏感；边坡坡度、水平向地震力不敏感。得出填筑方式影响规律为：重度较大的材料宜填筑在路堤内部和下部，而强度参数粘聚力与内摩擦角则恰恰相反，较大者宜填筑在路堤的外部和上部。路堤横断面方向上呈现上游低、下游高的凹型曲线。2．针对“U”型或“V”型冲沟的边界条件，采用不同沟底尺寸、坝高尺寸、边坡坡度组合情况建模，利用数值仿真的方法对坝式路堤的沉降进行模拟，并引入土体拱效应理论进行计算，得出路堤纵断面预留填土高度的曲线形式是“W”、“M”、“N”和直线型，给出曲线形式临界角度公式，计算分析得出沟边坡影响区范围是沟底尺寸为4倍坝高情况；另外，路堤周边土体的物理力学参数中弹性模量对路堤拱效应影响较大，而重度与内摩擦角对路堤拱效应的影响较小，粘聚力基本不影响。路堤顶部长度固定时，随着底部宽度的增大，路堤的沉降量值不断减小。3．稳定性理论计算中引入水荷载和地震力作用，推导出坝式路堤稳定性计算公式。得出整体稳定性和边坡稳定性均需考虑的原则，提出坝式路堤须设置在沟底纵坡较缓的冲沟上，应考虑边坡稳定的多极值现象等结论。自编加入水及地震力因素的演算坝式路堤边坡稳定的VB程序，并用实例对理论计算公式加以演算论证，并相应给出坝式路堤稳定性演算内容、注意点等。4．利用渗流力学等知识建立蓄水模型，理论推演和数值计算相结合论证得出：坝式路堤具有上限水位，即上限理想均值水位及相应的上限高、低水位；上游蓄水库型上大下小特点是坝式路堤具有上限水位的本质原因。在坝式路堤具有上限水位、具有其计算公式的研究基础上，针对坝式路堤泄水涵洞发挥作用欠佳问题，研究公路、土坝涵洞水力计算套用在坝式路堤中时，设计理念的根本区别，引入潜水原理，修正土坝水文计算中滞洪库容为剩余库容，得到计算公式和实用步骤，从而建立起适合坝式路堤涵洞设置与否和泄洪力计算的设计体系。5．在成熟地基设计及处理方法和土坝防渗漏措施基础上，提出坝式路堤的地基类型、设计及处理方法、防渗漏方法，并相应得出坝式路堤选址条件。提出坝式路堤位置选择及结构形式、坝式路堤几何参数、排水设计方法、附属构筑物设计方法等。6．在主要和次要成果研究基础上提出黄土坝式路堤理论设计体系。主要成果有：涵洞设置条件及其泄洪力计算、稳定性计算方法、沉降预留方法；次要成果有：选址条件主要考虑渗漏及坝基稳定性；路堤的合理宽度、高度主要由公路设计要求确定；路堤坡率由经验及稳定性演算共同确定；泄洪涵洞易设置在原状土上；加强排水设计及防护工程等。
高维隆[4]2001年在《公路黄土坝式路堤研究》文中研究指明黄土坝式路堤作为一种新的工程型式，具有实际应用上的重要性和必要性，而对它的设计理论与方法的研究尚不能满足工程实际提出的要求，因此，对其进行研究具有重要的实际意义和理论意义。 本文在分析坝式路堤将产生的社会、环境效益的基础上，对其经济性与高路堤及桥跨结构进行了对比，并提出了关于坝式路堤的一整套的设计思路、原则和方法。此外，针对坝式路堤与水利工程大坝的不同工作状态，将坝式路堤的沉降计算方法和沉降过程的计算方法作为重点来进行深入研究。利用一维固结分析的电算程序，用取自某高等级公路黄土高路堤土样的参数，计算该取土断面的路堤的沉降及其固结沉降，并将其计算结果与该断面的沉降监测结果进行了对比，具有较好的一致性，证明本文提出的方法可用来计算和预测路堤的最终沉降量和某一时刻的沉降量。为坝式路堤和高等级公路的沉降和沉降过程计算提供了可行的方法，积累了土的区域性的参数选取的经验。 最后，本文还提出了黄土坝式路堤施工质量控制及其保证质量的措施。 总之，本文为黄土坝式路堤的设计、施工、监测及质量保证措施提出了一套方法，对坝式路堤设计具有重要的参考价值。
徐世强, 折学森, 雷胜友, 任功全, 薛红志[5]2015年在《公路黄土坝式路堤汛限水位研究》文中认为为解决公路黄土坝式路堤涵洞泄洪力偏大问题,引入水利中的汛限水位至路堤设计中,针对路堤跨越V形冲沟的上游几何及地质边界条件建立库区模型,按照库水补充损失特点建立补充损失模式,利用极限概率方法得出极限和路堤所属的中间工况,利用渗流力学、蒸发理论得到无放水条件下的蓄水位算式,并根据调研和实测选取的路堤参数进行水位计算,结合有关文献、路堤实际使用和设计情况对计算结果进行分析。分析结果表明:不考虑泥沙影响和路堤高度限制,正常年降雨入库水量条件下,不放水的黄土坝式路堤具有上限的蓄水位,即上限的理想均值水位和上限的高水位;上限水位存在的规律与蓄水年限没有关系,仅与库区的较小年入库来水补充量、蒸发和渗漏引起的较大库水损失量、上大下小库型特点有关;将上限高水位视同于路堤汛限水位的作法能初步改进涵洞泄洪力设计;确定得出坝式路堤的汛限水位是解决涵洞泄洪力偏大问题的关键。
徐世强, 邹群, 折学森, 封建湖, 时磊[6]2012年在《公路黄土坝式路堤蓄水位分析》文中研究说明为分析公路黄土坝式路堤涵洞闲置原因,针对路堤上游蓄水的U型沟谷几何边界条件建立库区模型,根据路堤蓄水补充损失特点建立库水补充损失模式,利用渗流力学、蒸发理论得到蓄水位算式,通过调研与实测选定路堤模拟参数进行了水位计算,并与已建的路堤蓄水实际情况进行了对比验证。分析结果表明:不考虑泥沙影响,在正常的年降雨入库量条件下,无放水的公路黄土坝式路堤具有正常蓄水上限水位,即理想均值水位和上限高水位;上限水位的存在与蓄水时间没有关系;上限高水位小于涵洞底部标高是涵洞闲置的本质原因;实际设计时应注意上限高水位对滞洪库容的影响。
徐世强, 折学森, 刘怡琳, 郑南翔, 周志军[7]2006年在《公路黄土坝式路堤稳定性计算方法》文中进行了进一步梳理为提高公路黄土地区土工膜上游防渗斜墙式坝式路堤的稳定性,分析了地震力对路堤边坡稳定性的影响,引入地震力参数,采用计及条块间作用力的简化毕肖普法推导出路堤边坡稳定性系数计算公式;考虑坡面蓄水压力作用,利用力的平衡原理得出了路堤整体稳定性判定条件。路堤边坡稳定性的计算结果表明,地震力对坝式路堤的稳定性影响较大,稳定性系数在考虑地震力与不考虑地震力时最小误差为0.1(对应烈度为7°);滑出点在坡脚外的稳定性系数远远小于坡面的稳定性系数,边坡浸水稳定性系数小于不浸水稳定性系数,所以边坡稳定性检算应着重考虑滑出点在坡脚外稳定性和浸水稳定性;路堤整体稳定性计算结果表明实际沟底纵坡为2.872%时,路堤整体是稳定的,纵坡为10.000%时,是不稳定的,所以坝式路堤须设置在沟底纵坡较缓的冲沟上。
徐世强, 张升华, 周志军[8]2018年在《公路黄土坝式路堤汛限水位及涵洞泄洪力设计计算方法》文中提出为了构建简单易行且符合实际设计需要的公路黄土坝式路堤汛限水位及涵洞泄洪力计算方法,在已有坝式路堤水位研究成果的基础上,利用其合理的水量平衡原理及水位关系理论,分析归纳出理想均值水位和汛限水位的方法理论基础;同时为避免不合理的具体库型对坝式路堤的影响,引入水利方面处理库型的方法,利用蒸发渗流理论得到水位与总损失量关系曲线以确定理想均值水位,再借鉴水利方面测量库容方法构建水位库容关系曲线,继而确定汛限水位,从而构建得出设计需要的坝式路堤汛限水位及涵洞泄洪力计算方法步骤。最后采用已建的坝式路堤对该计算方法进行验证,并与已有文献进行对比分析。结果表明:坝式路堤涵洞设计方法套用现行公路手册是不合适的,与实际情况不符,即绝大多数坝式路堤不需要设计涵洞,提出了构建水位-总损失率关系曲线以确定理想均值水位,构建水位-库容关系曲线以确定汛限水位,利用调洪公式进行涵洞设置与否及泄洪力设计的叁步骤设计法;在水量平衡原理和已有研究成果基础上,引入水利方面处理库型库容方法能避免库型影响,使库容测量能够切实可行;构建的设计计算方法用于天巉线K168+740~K168+880坝式路堤时,得出的汛限水位为16.60m,路堤历史最高水位为15.47m,汛限水位偏大,该方法用于实际工程设计时偏于保守。所构建的方法可为公路坝式路堤设计、水利淤地坝设计提供借鉴。
王应斌, 张升华, 周志军[9]2017年在《泥沙淤积对公路黄土坝式路堤的影响研究》文中认为为了研究泥沙淤积对公路黄土坝式路堤的影响,根据坝式路堤实际情况,考虑泥沙危害和来源,综合考虑水域面积内及分水岭内降雨径流的入库量,得出径流深及最终年入库量,由此得出坡面产沙量。工程实例计算结果表明:由于没有径流,泥沙主要来源是降雨引起的侵蚀跟随地上径流而流进库区;分析了叁种泥沙淤积对坝式路堤影响的情况,根据入库量计算出产沙量,得到每年入库的泥沙体积,并计算出泥沙淤积总量及有效库容;经过若干年的泥沙淤积,库区的有效库容仅剩设计库容的20%左右。
高维隆[10]2007年在《公路黄土坝式路堤主要技术问题讨论》文中进行了进一步梳理公路坝式路堤是一种集水坝和路堤功能于一体的公路建筑物,其对于干旱、半干旱地区建设生态公路、改善生态环境、实现可持续发展具有重要意义。通过对甘肃省交通系统已建坝式路堤设计、施工及使用情况的调查,归纳分析了存在的问题及其产生的原因,讨论提出了公路黄土坝式路堤的选址、蓄水量、泄洪涵洞的设置及工法、边沟水的排向、防渗层设置、边坡设计、沉降(陷)处治及结合部处理等方法和措施。
参考文献：
[1]. 公路黄土坝式路堤汛限水位及涵洞泄洪力设计方法研究[D]. 张升华. 长安大学. 2017
[2]. 公路黄土坝式路堤设计研究[D]. 徐世强. 长安大学. 2002
[3]. 公路黄土坝式路堤力学性状与设计方法研究[D]. 徐世强. 长安大学. 2011
[4]. 公路黄土坝式路堤研究[D]. 高维隆. 长安大学. 2001
[5]. 公路黄土坝式路堤汛限水位研究[J]. 徐世强, 折学森, 雷胜友, 任功全, 薛红志. 中国公路学报. 2015
[6]. 公路黄土坝式路堤蓄水位分析[J]. 徐世强, 邹群, 折学森, 封建湖, 时磊. 交通运输工程学报. 2012
[7]. 公路黄土坝式路堤稳定性计算方法[J]. 徐世强, 折学森, 刘怡琳, 郑南翔, 周志军. 交通运输工程学报. 2006
[8]. 公路黄土坝式路堤汛限水位及涵洞泄洪力设计计算方法[J]. 徐世强, 张升华, 周志军. 中国公路学报. 2018
[9]. 泥沙淤积对公路黄土坝式路堤的影响研究[J]. 王应斌, 张升华, 周志军. 水利与建筑工程学报. 2017
[10]. 公路黄土坝式路堤主要技术问题讨论[J]. 高维隆. 公路. 2007