地下管道漏損對周圍土體侵蝕影響研究.pdf

1、城市給排水管網(wǎng)的漏損、爆管引發(fā)供水中斷、地表塌陷等問題，一系列的事故影響居民的生產(chǎn)生活。管道漏損口的水流侵蝕周圍土體，形成侵蝕坑，爆管的突然發(fā)生、路面的塌陷與此有著很大的關(guān)系。土體的存在也會對管道漏損流量產(chǎn)生影響，漏損計算常用的孔口公式并未考慮管道周圍土體的影響。
　　本文實驗研究了漏損口周圍土體侵蝕發(fā)展過程，推導(dǎo)了考慮土體影響的三維漏損計算公式并進行了實驗驗證。本文首先對管道漏損引發(fā)的路面塌陷問題進行分析并對土體侵蝕發(fā)展規(guī)律和管

2、道漏損計算進行總結(jié)，得出研究漏損口周圍土體侵蝕和推導(dǎo)漏損量計算公式的必要性。通過對漏損口周圍水土相互作用基本理論進行了介紹，總結(jié)分析管道漏損侵蝕實驗以及土體對漏損量影響的研究進展，為接下來的實驗提供借鑒和參考。本文接著實驗研究了漏損口向上時土體的侵蝕變化過程。通過實驗發(fā)現(xiàn)隨著漏損流量的逐漸增加，土體侵蝕過程可以明顯地分為三個階段。當(dāng)流量達到完全流化臨界流量時，土體破壞范圍成倒圓錐體，并通過臨界雷諾數(shù)推導(dǎo)得到侵蝕孔洞始現(xiàn)臨界流量，基于點源

3、模型推導(dǎo)了完全流化臨界流量計算公式。再次，本文實驗研究了漏損口向下時土體侵蝕變化的過程，與漏損口向上侵蝕產(chǎn)生的破壞形式不同，當(dāng)達到臨界流量時，土體流化區(qū)域為圓柱形，并通過量綱分析得到侵蝕坑尺寸經(jīng)驗公式，推導(dǎo)得到的完全臨界流量公式與實驗值吻合較好。本文還通過實驗研究了考慮管道影響的漏損口向下土體侵蝕過程，實驗發(fā)現(xiàn)管道的存在使得下部侵蝕坑的寬度和深度變大，基于量綱分析擬合得到考慮管道影響的侵蝕坑計算公式。實驗發(fā)現(xiàn)隨著管徑的增大，完全流化臨界