欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2016110495885
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水利工程;基础;疏浚
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种边坡挡土墙排水孔的优化设计方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)坡体垂直埋深H、长度L、宽度W的确定;

(2)边坡土体水位值的监测及水力梯度i的确定:利用高密度电阻率法确定地下水位;

(3)边坡坡体饱和渗透系数k的确定;

(4)单位时间降雨平均入渗量 的确定;

(5)边坡挡土墙竖向截面水流速度v2及流量Q的确定:分别根据恒定总流连续性方程和达西定律求得;

(6)边坡挡土墙布置排水孔面积S0的确定;

(7)挡土墙排水孔数量N与排水孔直径d的确定。

2.根据权利要求1所述边坡挡土墙排水孔的优化设计方法,其特征在于,所述步骤(2)中将地下水位线近似成折线,计算每段的水力梯度,即单位渗流路径上的水头损失,根据式(1)确定每段水力梯度im:式中,ΔLm—每段水位线的水平距离;

Δhm—每段水位线对应的水位差;

然后取各段水力梯度的平均值作为边坡的水力梯度i:

3.根据权利要求2所述边坡挡土墙排水孔的优化设计方法,其特征在于,所述地下水位线的确定方法包括以下步骤:在雨季强降雨过后,运用高密度电阻率法选取待测定边坡坡面起伏不大的地段布设测线,在测线上布置电极,用多芯电缆将测线上的电极连接到电极转换装置上,再用电极转换装置将这些电极组合成指定的电极装置,进而用数据采集仪测定该剖面下方电阻率分布情况,并根据电阻率与含水率具有负相关关系的原理,找到电阻率突变的测点,将这些点连接,即为地下水位线。

4.根据权利要求3所述边坡挡土墙排水孔的优化设计方法,其特征在于,所述步骤(3)包括:

1)饱和土体渗透系数的测定采用常水头试验法:

在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数,通过钻孔取样,并将试样放入试验仪器中,饱和试样的截面积为A,长度为l1,试验时的水位差保持为h,用量筒和秒表测得时段t内流经试样的水量为V,则渗透系数根据式(3)确定:

2)对不能取样的砂层土,渗透系数采用原位试验中的注水钻孔试验测定:在钻孔按预定深度下套管,当遇到地下水位时,采用清水钻进,钻至预定深度后,采用栓塞或套管塞进行试段隔离;试段隔离以后,用带流量计的注水管或量筒向套管内注入清水,使管中水位高出地下水位一定高度并保持固定直至形成稳定的水位和注入量,进而依据式(4)、(5)确定土体渗透系数:当l2≤4r0时,

当l2>4r0时,

式中,l2—试段长度;

S—注水造成的水头高度;

q—稳定注水量;

r0—钻孔半径。

5.根据权利要求4所述边坡挡土墙排水孔的优化设计方法,其特征在于,所述步骤(4)中运用步骤(2)中的高密度电阻率法分别测出m段强降雨前后时间差Δti及其对应的水位线变化量Δhi,其中i=1,2,...,m,根据式(6)确定每段强降雨前后单位时间的降雨入渗量pri:μ为水位变动带给水度;

进而根据式(7)确定边坡单位时间降雨平均入渗量

6.根据权利要求5所述边坡挡土墙排水孔的优化设计方法,其特征在于,所述步骤(5)包括:

1)假设边坡坡面的降雨入渗量与布置挡土墙排水孔的竖向截面上流量近似相等,满足流体动力学的恒定总流连续性方程v1A1=v2A2,且 其中,v1、v2分别为流体流经Ⅰ截面、Ⅱ截面的速度,A1、A2分别为Ⅰ截面、Ⅱ截面的面积,降雨入渗的边坡坡面为Ⅰ截面,布置挡土墙排水孔的竖向断面为Ⅱ截面,根据式(8)求出v2:

2)根据达西定律,确定挡土墙竖向截面上的流量Q:Q=kA2i      (9)。

7.根据权利要求6所述边坡挡土墙排水孔的优化设计方法,其特征在于,所述步骤(6)中依据布置挡土墙排水孔的竖向截面上的水流速度v2,确定挡土墙布置排水孔的总面积S0:

8.根据权利要求7所述边坡挡土墙排水孔的优化设计方法,其特征在于,所述步骤(7)中包括:

1)单元截面上排水孔个数n0的确定

把挡土墙竖向截面H×L分成若干个小单元,每个小单元的单元截面为a×a,排水孔采用梅花型布置,截面为圆形,间距a0取2m~3m,进而根据式(11)确定每个小单元截面上排水孔的个数n0:n0=(a/a0+1)2+[(a-a0/2)/a0+1]2    (11)

2)挡土墙排水孔数量N与排水孔直径d的确定

确定每个小单元截面上排水孔的个数n0后,根据式(12)确定边坡挡土墙竖向截面上排水孔总个数N:由排水孔截面面积 求得排水孔的直径: