岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (12): 3851-3861.doi: 10.16285/j.rsm.2020.0311
王东坡,张小梅
WANG Dong-po, ZHANG Xiao-mei
摘要: 泥石流冲击过程中,坝基位置处承受了较大冲击力,易引起该位置出现应力集中而导致局部冲击破坏。为此,将竖向拦挡坝结构优化为弧形拦挡坝,并基于动量及能量守恒开展泥石流冲击弧形拦挡坝理论计算研究,推导泥石流对弧形拦挡坝的冲击力及爬升高度计算公式。为验证理论公式的正确性,进一步开展泥石流冲击弧形拦挡坝物理模型试验。研究结果表明:物理模型试验结果与所推导的理论公式计算结果具有较高的拟合度,该理论公式可适用于泥石流对弧形拦挡坝的冲击计算;泥石流流速、冲击力、爬升高度与泥石流沟道纵坡坡度呈正相关关系;冲击力及爬升高度主要受弗洛德数Fr、泥石流沟道纵坡坡度?、拦挡坝弧形半径R控制,并与Fr呈二次方正相关,与泥石流沟道纵坡坡度??的余弦值成反比;与竖向型拦挡坝结构相比,弧形拦挡坝结构在爬升高度上无显著影响,然而可较大程度降低泥石流对坝体的法向冲击力,局部结构增强也使得坝体结构强度得到提升。该研究可为泥石流拦挡坝工程的结构设计提供理论及技术支持。
中图分类号:
[1] | 安笑, 潘华利, 欧国强, 孔玲, 李炳志, . 恒定渗流作用泥石流碎屑物质起动判别模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 115-122. |
[2] | 叶阳, 曾亚武, 杜欣, 孙翰卿, 陈曦, . 球形砾石碰撞损伤破碎三维离散元模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 368-378. |
[3] | 程亮, 许江, 周斌, 彭守建, 闫发志, 杨孝波, 杨文健. 不同瓦斯压力对煤与瓦斯突出两相流 传播规律的影响研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2619-2626. |
[4] | 韩征, 粟滨, 李艳鸽, 王伟, 王卫东, 黄健陵, 陈光齐, . 基于HBP本构模型的泥石流动力过程SPH数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 477-485. |
[5] | 王东坡, 陈政, 何思明, 陈克坚, 刘发明, 李明清, . 泥石流冲击桥墩动力相互作用物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3363-3372. |
[6] | 王友彪, 姚昌荣, 刘赛智, 李亚东, 张 迅. 泥石流对桥墩冲击力的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 616-623. |
[7] | 肖思友, 苏立君, 姜元俊, 李丞, 刘振宇, . 坡度对碎屑流冲击立式拦挡墙力学特征的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4341-4351. |
[8] | 李兆华,胡 杰,冯吉利,龚文俊. 基于黏弹塑性本构模型的泥石流数值模拟[J]. , 2018, 39(S1): 513-520. |
[9] | 陈兴长,陈 慧,游 勇,柳金峰,. 泥石流拦砂坝底扬压力分布及影响因素试验[J]. , 2018, 39(9): 3229-3236. |
[10] | 胡卸文,刁仁辉,梁敬轩,罗 刚,魏 来,. 基于CFX的江口沟泥石流危险区范围预测模拟[J]. , 2016, 37(6): 1689-1696. |
[11] | 杨进兵,陈兴长,汪 惠,田小平,贾利蓉. 泥石流堆积物中细颗粒含量与渗透系数关系试验研究[J]. , 2016, 37(11): 3184-3190. |
[12] | 曾 超 ,苏志满 ,雷 雨 ,余 健,. 泥石流浆体与大颗粒冲击力特征的试验研究[J]. , 2015, 36(7): 1923-1930. |
[13] | 贺 拿 ,陈宁生 ,朱云华 ,杨建元 ,杨成林,. 泥石流源区砾石土分形特征及其与渗透系数关系试验研究[J]. , 2014, 35(9): 2543-2548. |
[14] | 徐林荣,陈舒阳,曹禄来. 泥石流危害桥隧工程易损性评价[J]. , 2014, 35(9): 2642-2650. |
[15] | 赵彦波 ,游 勇 ,柳金峰 ,陈兴长,. 黏性泥石流沟床冲刷深度研究[J]. , 2014, 35(6): 1751-1755. |
|