【摘 要】
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土工管袋广泛应用于水利工程抗洪抢险,作为一种临时挡水结构,土工管袋在侧向水压力作用下会发生滚动失稳,所以土工管袋在挡水过程中需要安装一定结构形式的支挡结构或锚固系
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土工管袋广泛应用于水利工程抗洪抢险,作为一种临时挡水结构,土工管袋在侧向水压力作用下会发生滚动失稳,所以土工管袋在挡水过程中需要安装一定结构形式的支挡结构或锚固系统用于阻止土工管袋的翻滚滑移运动。一个稳定的挡水系统不仅要确保土工管袋不会越过挡体同时还要保证支挡结构在外力作用下的倾覆和滑移稳定性,在土工管袋稳定性和支挡结构稳定性同时满足的条件下该挡水系统才能发挥自身的挡水功能。基于以上问题,本文就L型挡体支挡的土工管袋在挡水过程中的稳定性和L型挡体自身的稳定性展开研究,具体研究内容和成果如下:（1）为研究L型挡体与土工管袋结构体系的挡水能力,基于PFC2D编制了土工管袋、挡体与水压相互作用的计算程序,把本文计算方法和与理论推导、模型试验和其他数值计算方法进行对比,验证该方法的合理性;（2）通过PFC2D方法计算并建立临界挡水高度(Hcr/L)与归一化的挡体高度（Lb/L）、归一化的充灌压力（p0/γL）和L型挡体内侧弧度角α之间的关系。得到挡水过程中最佳的L型挡体尺寸、充灌压力以及对应的临界挡水水位;（3）对L型挡体和土工管袋两实体间受力情况进行分析,把两实体间的接触力等效转化成接触应力形式,分别将接触应力对L型挡体脚踵处积分求矩得到挡体的抗倾覆力矩Mr和倾覆力矩Mt,以此判断挡体的倾覆稳定性;（4）分析计算L型挡体弧度角α、充灌压力p0/γL、侧向水位Hext/L、支挡结构高度Lb/L和宽度Lw/L对挡体稳定性的影响,并且得到挡体处于稳定临界状态时所需挡体的宽高比Lw/Lb;（5）对L型挡体支挡的土工管袋进行张拉力分析,研究侧向水位Hext/L和挡体高度Lb/L对张拉力的影响,分析张拉力达到最大值时土工管袋对应的状态用于土工管袋材料抗拉强度的设计计算。
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