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本文以泥沙运动力学、河床演变学、土力学等学科为理论基础,利用现场调研、资料分析、模型试验等手段对冲积河流岸滩的崩塌特点、崩塌过程、崩塌机理及其影响因素进行了系统全面地理论分析和试验研究。主要研究成果如下: (1) 通过深入分析岸滩崩塌的实际特征,模型试验模拟了河岸崩塌的现象和崩塌过程,结合河岸崩塌的实际资料和试验成果,本文提出了新的崩岸分类及分析模式。通过河岸崩塌稳定性分析和考虑河岸土质、边坡形态、渗透力、侧向淘刷等多种因素,导出了一般的河岸稳定系数公式。 (2) 河床冲刷下切或淤积抬升对河岸崩塌的影响主要包括:河床冲刷降低后,河岸崩塌的几率增加,当河床冲刷到一定程度,崩体将发生崩塌;河道淤积促使崩体稳定性增加;在河床冲刷下切或者岸滩淘刷的过程中,粘性岸滩会出现纵向裂隙,促使河流岸滩的崩塌,提出了河岸临界崩塌高度的概念,导出了折线河岸临界崩塌高度的一般表达式。 (3) 通过分析弯道水沙运动和剪切力分布的特点,探讨了弯曲河道的淘刷机理,导出了粘性岸滩的稳定断面方程。弯道进口处的凸岸、弯顶及其以下部位都是河岸崩塌的严重区域,凹岸崩退速率较大。河岸的侧向冲刷,特别是岸(堤)脚的淘刷,导致岸滩块体的滑力(矩)增加,阻滑力(矩)减小,崩体稳定系数减小,甚至岸滩崩塌。重点研究了岸较淘刷引起的河岸落崩(包括剪崩和倒崩),提出了落崩临界淘刷宽度的概念,导出了临界淘刷宽度的表达式。岸滩崩退包括冲刷和崩塌两个方面,本文给出了河岸崩退速率公式的形式。 (4) 结合侧向淘刷的机理,进一步研究了典型二元岸滩结构(上层为粘土、下层为沙质土)与沙质夹层结构岸滩的崩塌特点和稳定性。在一定条件下,二元结构岸滩可能会发生滑崩、挫崩和落崩(剪崩和倒崩)等,沙质夹层岸滩可能发生滑崩(沿夹层)和落崩(沙层淘空时,剪崩和落崩)。给出了典型二元结构和沙质夹层结构岸滩发生剪崩和倒崩时的临界淘刷宽度公式。 (5) 以岸滩稳定分析为基础,论文研究了在洪水期及洪水升降过程中的河岸崩塌过程及特点。洪水长期浸泡后,河岸土壤的内摩擦角和内聚力有较大幅度的减小,河岸稳定系数减小;对于粘土岸滩,洪水迅速上涨期间,水压力对河岸的稳定性是有利的,而洪水骤降时,河岸崩塌的几率增大;对于非粘土岸滩,洪水缓慢上涨期间,河岸稳定性变化不大,而洪水缓慢下降后,岸滩稳定系数减小。 (6) 岸滩崩塌对河岸堤基的渗透和渗透破坏(管涌、流土)有重要的促进作用。冲积河流岸滩崩塌机理的理论分析及试验研究(摘要)崩岸导致堤内滩地缩窄,堤基渗径缩短,从而堤后发生渗透破坏的机会增加。本文导出堤后(或堤脚)发生流土破坏的临界内滩宽度公式。 (7)本文给出了窝崩发生时边界条件、水流条件和触发因素的具体内涵,其中边界条件包括岸滩结构的不连续性、岸滩抗冲能力差等,是发生窝崩的必要条件和内因;水流条件是指局部强烈的紊动结构(环流、斜流、横流)、深汉靠岸、洪水涨落等,是窝崩发生的重要条件;水压力的突变、突加荷载、地震等是窝崩发生的激发条件。窝崩发生的原因主要是岸滩剧烈淘刷或岸滩土体的承载能力减小或消失,按窝崩成因,可分为淘刷窝崩和液化窝崩。关键词:河岸崩塌,模型试验,稳定分析,河床演变,崩塌机理,岸滩结构