岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (5): 1237-1248.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1248

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

开口柔性防护网调控泥石流性能试验研究

王东坡1,赵军1,张小梅2,杨鑫1   

  1. 1. 成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059; 2. 四川省地质工程集团有限责任公司,四川 成都 610031
  • 收稿日期:2021-08-07 修回日期:2021-11-19 出版日期:2022-05-11 发布日期:2022-05-02
  • 作者简介:王东坡,男,1984年生,博士,博士后,教授,博士生导师,主要从事地质灾害冲击动力学方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 41877266);四川省杰出青年科技人才项目(No. 2020JDJQ0044)

Experimental study of regulation performance of open flexible debris flow barriers

WANG Dong-po1, ZHAO Jun1, ZHANG Xiao-mei2, YANG Xin1   

  1. 1. State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection, Chengdu University of Technology, Chengdu, Sichuan 610059, China; 2. Sichuan Province Geological Engineering Co. Ltd., Chengdu, Sichuan 610031, China
  • Received:2021-08-07 Revised:2021-11-19 Online:2022-05-11 Published:2022-05-02
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41877266) and the Science Foundation for Distinguished Young Scholars of Sichuan Province (2020JDJQ0044).

摘要: 柔性防护网是防治泥石流灾害的重要工程措施之一,现有防治结构以闭口防护网形式为主,易发生堵塞且调控能力欠佳。为此,提出一种开口柔性防护网结构,并基于理论分析、物理模型试验开展了开口柔性防护网对泥石流的调控性能研究,推导泥石流速度衰减率、爬升高度和柔性防护网拦挡率的理论公式。结果表明:与闭口柔性防护网结构相比,该结构起到了良好的自清洁作用,且可有效调控泥石流速度峰值;所推导的无量纲理论公式计算结果与物理试验结果具有较好的一致性;速度衰减率、爬升高度和拦挡率主要由相对开口高度、无量纲流深、泥石流相对密度和弗罗德数控制;速度衰减率和拦挡率与相对开口高度呈负相关,与泥石流相对密度呈正相关,爬升高度与相对开口高度、相对密度均呈负相关。上述研究可为开口柔性防护网在泥石流防治工程中的应用提供理论及技术支持。

关键词: 泥石流, 开口柔性防护网, 速度衰减率, 爬升高度, 拦挡率

Abstract: Flexible debris flow barriers are important engineering measures to prevent debris flow disasters. The existing prevention structures are mainly in the form of closed barriers, which are prone to blockage with poor regulation abilities. Therefore, we proposed open flexible debris flow barriers to overcome the above shortcomings. Based on theoretical analyses and physical model tests, the research on the regulation performance of the open flexible debris flow barriers was carried out, and the theoretical formulas for the velocity attenuation rate, run-up height, and blocking rate of debris flows were deduced. The results show that compared with the closed flexible debris flow barriers, the improved structure has a good self-cleaning effect and can effectively control the peak velocity of debris flows. The calculation results through the derived non-dimensional theoretical formulas are in good agreement with the physical test results. The velocity attenuation rate, run-up height, and blocking rate of debris flows are mainly controlled by the relative open height, dimensionless flow depth, relative density of debris flows, and the Froude number. The velocity attenuation rate and blocking rate are negatively correlated with the relative open height, and positively correlated with the relative density of debris flows. The run-up height is negatively correlated with both the relative open height and the relative density. The above research can provide theoretical and technical support for the application of open flexible barriers in debris flow prevention and control projects.

Key words: debris flow, open flexible debris flow barriers, velocity attenuation rate, run-up height, blocking rate

中图分类号: 

  • P 642.23
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