梳齿坝在泥石流防治中的应用

泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物质容量大和破坏力强等特点,为常见的山区地质灾害。梳齿坝作为透水型拦挡坝的一种,具有部分拦挡、挡排结合的特点,可减轻坝体所受水压和冲击力,起到调节下泄流体物质组成的作用,能有效提高库容利用系数,延长坝库使用寿命,为泥石流防治的一种重要措施。     

泥石流拦挡坝研究现状及发展趋势

拦挡坝已大量应用于泥石流治理工程中。它不仅能拦蓄部分泥石流固相物质,减小泥石流规模,还能稳定沟坡、控制沟道侵蚀,抑制泥石流发育。本文梳理了泥石流拦挡坝的研究成果,分析总结出工程设计中拦挡坝存在以下问题:(1)相关泥石流运动特征参数的计算问题;(2)拦挡坝修建级数与设计库容的选取问题;(3)拦挡坝的结构型式与坝体材料选取问题;(4)拦挡坝的清淤问题;(5)与格栅坝设计相关的问题。基于以上问题,提出今后拦挡坝应重点发展以下研究方向:(1)拦挡坝设计方法改进和结构型式创新;(2)基于水土分离的泥石流防治理念;(3)基于物质和能量调控的泥石流减灾技术。     

坝后淤积条件下泥石流冲击拦挡坝动力响应研究

拦挡坝有效库容和泥石流冲击力是泥石流实体拦挡坝设计的重要指标,现有实体拦挡坝在泥石流反复冲击作用下淤积甚至填满,会对坝体调控能力产生重要影响.为此,基于理论分析和物理模型试验,开展坝后淤积条件下泥石流冲击实体拦挡坝动力响应研究,推导坝后淤积条件下泥石流速度衰减率、坝体拦挡率的无量纲计算公式,并建立考虑空间分布特性的坝后淤积条件下泥石流冲击力计算模型.结果表明：泥石流速度衰减率和坝体拦挡率与淤积体高度/淤积长度比值和泥石流相对容重呈正相关;泥石流冲击力静动荷载组合计算模型能较好反映坝后淤积条件下泥石流冲击力的组成和分布特征.上述研究可为泥石流实体拦挡坝工程设计提供理论及技术支持.     

泥石流重力拦挡坝稳定性验算方法探讨

在工程设计时,重力式泥石流拦挡坝稳定性验算多采用验算软件进行验算,但其验算理论方法及验算过程并不易掌握。为了能更好地掌握验算理论知识和步骤,根据《泥石流灾害防治工程设计规范》提出的重力式泥石流拦挡坝稳定性验算公式和坝体受力情况分析进行手动验算,并从工程实例出发,采用江西漂塘钨业有限公司漂塘矿区猪斗窝至漂塘河泥石流治理工程中某一处重力式拦挡坝,假定满库工况下陈述其演算方法和过程。该验算方法适用于重力式拦挡坝每种工况运行状态,但仅适用于泥石流物源以矿山废石等粗颗粒为主的物质。为推动防治泥石流工程设计方法和技术论证方法不断进步,为国家在矿山地质灾害防治工作中取得良好的成效,应大力推广该验算方法的运用。     

黏性泥石流拦挡工程数值模拟

运用计算流体动力学技术对泥石流中的Bingham黏性泥石流流体对拦挡坝的冲击进行了数值模拟,所用软件为通用CFD软件CFX,使用CAD软件AutoCAD和Unigraphics（简称UG）建立了泥石流沟谷三维地形及拦挡坝模型,计算出泥石流的速度场及泥石流流体对拦挡坝的冲击力的大小与分布。     

泥石流拦挡坝优化设计

拦挡坝设防高度决定着库容,因此确定合理的设防高度在拦挡坝的设计中极为重要。在坝址确定的情况下提高拦挡坝的设防高度可以加大库容,增强防治工程的抗灾能力,但其泄洪能力会受到影响,因此拦挡坝的库容与其泄洪能力是矛盾的。既有设计理论中泥石流峰值流量按照全流域面积汇水输沙总量计算,该理论认为每个拦挡坝的设计洪峰流量是相同的,而实质上对于流域面积大的泥石流沟,设置在上游、中游及下游的拦挡坝由于汇水面积的差异而导致泥石流峰值流量相差较大,本文作者提出了按有效汇流面积计算泥石流峰值流量的优化设计方法,用该方法设计的拦挡坝的溢流断面面积较小,从而达到提高设防高度,增大库容,提高拦挡坝的容灾能力。     

关家沟流域泥石流灾害风险评价及治理措施探析

关家沟位于甘肃省文县,平面形态呈葫芦型,流域总面积38.13 km~2,支沟12条,多有黄土披覆,沟谷发源区和上游区,是主要耕地所在地带,为滑坡多发区;地形由陡向缓转折处,稳定性差,也是崩塌多发区。根据关家泥石流的形成、发育特征,采用分级赋值、灰色统计分析方法,对关家沟泥石流各特征元相应类别的综合值进行计算,在此评价的基础上进行风险评价,并根据关家沟各沟段不同的地形地貌、沟床比降以及滑坡、崩塌的规模等特点,按照沟道的风险性,布设不同高度的拦挡坝19座对关家沟泥石流进行治理,拦挡坝建成后,主沟内补给泥石流的固体物质来源大幅减少,拦挡坝淤满后,减缓了沟床比降,削弱了水动力条件,控制了泥沙的侵蚀、搬运和冲刷能力,限制了泥石流的进一步发展。     

冲击荷载下泥石流拦挡坝动力响应分析

泥石流具有强烈的冲击破坏作用,是防治结构毁损的重要影响因素,本文基于计算流体动力学理论,采用流体分析软件CFX对黏性泥石流进行模拟,得到了泥石流速度场和压力场的分布特征。采用流固耦合分析方法,运用有限元程序ANSYS对一新型泥石流拦挡结构在泥石流冲击力作用下的动力响应进行数值模拟,得到结构的位移时程曲线和应力时程曲线。通过对比分析新型拦挡坝与普通实体坝的响应,得到一些有益的结论。研究表明:冲击力随流速增大而增大,大块石的冲击作用是使结构破坏的重要因素,该结果为泥石流拦挡工程的设计提供了参考。     

浆砌石拦挡坝稳定性验算及在泥石流灾害治理中的应用

在对泥石流沟进行详细的地质勘察的基础上,对北京市密云县前火石岭泥石流灾害设计浆砌石拦挡坝进行治理,并对拦挡坝进行了稳定性计算,得到了坝体相关参数及3种设计工况下的抗滑稳定系数、抗倾覆稳定性和地基稳定性。该方案的设计实施,将有效削弱泥石流的致灾能力,降低泥石流对前火石岭村村民生命财产及村内公共设施的威胁,对于维护社会与生态环境的稳定具有积极意义。     

透水型拦挡坝在泥石流防治中的应用

透水型拦挡坝是用于泥石流动防治的一种新型建筑物，它能有选择地接蓄泥中石流中的粗大颗粒，排走碎屑，泥浆和流体中的自由水，使进入库内的泥石流被奶快地疏干，实现土水分离，泥石流停淤并固结后，格栅和坝体承受的荷载减少，结构强度和稳定性增加，坝库功效提高且使年限更久，透水型拦挡坝比之实体圬工南具有结构坚固耐用，节省材料，便利施工，库容利用系数高，维护管理方便等许多优点，因而日益被广泛采用，是一类很有发展前景     

基于增量加载法的泥石流拦挡坝抗冲击力数值模拟

为提高泥石流重力式拦挡坝的设计安全和避免资金投入过大而造成浪费,选择合理的泥石流冲击力作为设计依据尤为重要。文章结合舟曲县三眼峪沟灾后重建防治工程相关数据,利用有限元软件ABAQUS进行计算分析,采用增量加载的数值计算方法,分别求得2种工况下重力式拦挡坝的抗冲击力。根据三眼峪沟治理工程运行至今的反馈情况,证明在泥石流治理工程设计中,冲击力选择工况1和2的平均值较合理,同时说明该方法与经验公式结合使用,其结果更加精确可靠,在泥石流工程设计和研究中具有良好的应用前景。     

新型屋脊式拦砂坝拦挡输移性能试验研究

随着人们对泥石流拦砂坝的研究与应用,拦挡结构从竖向拦挡逐渐向水平筛分发展。为了对泥石流进行有效筛分和减小泥石流冲击力,提出新型屋脊式拦砂坝,并通过试验研究其对泥石流的拦挡筛分效果。本文通过试验,模拟不同泥石流来量、坝体格栅间距和坝体长度情况下,新型结构对泥石流的拦挡筛分效果（速度变化率、储流比、浆砂分离率）。试验结果表明:增加拦砂坝长度和减小格栅间距都会提高泥石流流速变化率;随着泥石流来量和坝体格栅间距增大,储流比反而减小,储流比最高能达到87.13%;新型结构对泥石流的拦粗排细效果较好,浆砂分离率随格栅间距增加呈现出先升高后降低的趋势,最高可达82.45%;通过二次式拟合得到格栅间距为d85时浆砂分离率最高,推荐将d85作为格栅间距。     

四川泸沽铁矿大顶山矿区泥石流及其防治

大顶山支沟为一典型矿山泥石流沟。其根本原因是由于人为开矿弃渣所造成。流域面积1．8km^2，支沟长2km，沟床平均纵比降38．5％。松散固体物质储量在700万m^3以上，一旦遭遇强暴雨，极易形成泥石流。50年一遇设计频率的泥石流流量为364m^3／s，100年一遇设计频率的泥石流流量为419m^3／s。拦砂坝设计高度20m，最大基础埋深8m，高出原沟床面12m，可拦挡松散固体物质32万m^3。在设计频率下发生的泥石流，拦砂坝可以有效拦挡，不会对盐井沟3号拦砂坝造成直接危害。大顶山支沟泥石流防治工程的日常维护需按设计书的要求进行。此外，建议在汛期加强巡查，人工爆破沟内直径大干1m的石块，禁止在沟内及山坡上，特别是排土场上乱挖滥采矿石，以免加速废石矿渣向下游输送运移。同时继续实行封山育林，努力恢复植被覆盖，增大排土场人工堆石坡的稳定性。     

汶川震区哈尔木沟泥石流活动特征及防治

哈尔木沟位于杂谷脑河中游,属于“5?12”汶川震区重灾区,历史上多次暴发泥石流灾害,曾于1989年8月暴发泥石流堵断杂谷脑河。受“5?12”地震影响,泥石流灾害相对震前具有规模增大、频率增高、活跃期增长等特点。分析哈尔木沟自然环境背景,发现哈尔木沟的地形地貌和降水条件均有利于泥石流的暴发,受新构造运动与地震影响,沟域内发育大量崩滑体为泥石流的形成提供丰富的松散固体物质。目前沟内由于松散固体物质充足,诱发泥石流灾害的降雨临界值较低,近5年每年均暴发泥石流。针对哈尔木沟的具体情况,提出了拦排结合的治理思路,修建拦挡坝调节泥石流峰值流量,排导槽将泥石流顺利排泄至主河。历经近5个水文年,表明防治工程治理效果良好。     

文县燕儿沟拦挡坝受损原因与加固措施研究

拦挡坝受损是泥石流治理工程常见的问题,因地制宜提出加固措施可保障工程自身安全,且使已有防治体系继续发挥防灾减灾效能。在查明拦挡坝破坏模式及受损原因的基础上,根据受损部位、破坏程度和损坏原因的不同,采取相宜的加固措施,尤其对坝体存在多种破坏类型的情况则采取多种措施的综合加固方案。本文以燕儿沟泥石流为例,在掌握灾害发育特征的基础上,查明流域内拦挡坝破坏类型,并分析受损原因,研究提出安全合理、行之有效的加固措施,为此类加固工程提供借鉴思路,为往后防治工程结构设计提供参考。     

泥石流防治措施与冲击力研究进展

泥石流是一种世界范围内各个历史时期均普遍发生的地质灾害现象,尤其频发于地震多发的山地地区,每年均给人民的生命财产造成重大损失.为了应对这种暴发突然,来势凶猛,破坏力强的泥石流灾害,一系列防治措施应运而生.系统总结泥石流的防治措施.泥石流的防治措施可分为结构化措施和非结构化措施.其中结构化措施包括拦挡坝、拦挡网、导流渠、沉淀池和植被防护措施等,其设计依据可通过泥石流冲击力模型获取.泥石流冲击力模型可分为静力模型、动力模型.非结构化措施即建立泥石流预警和预报系统体系.      

九寨沟县勿角镇甲勿沟泥石流基本特征与防治建议

甲勿沟泥石流距九寨沟“8·8”地震震中距离较近，地震致使流域内新增了大量松散物源，通过甲勿沟泥石流形成条件分析，新增物源增强了泥石流的易发性，降低了泥石流的激发雨强。在甲勿沟“8·17”泥石流的启动条件以及危害性分析的基础上，针对沟域内现有物源分布情况，提出了“拦挡+固源+导流+防护”的综合治理方案，通过拦挡坝的拦挡削峰减流、谷坊坝的固源压脚、导流堤的引流、防护堤的护坡等作用来起到良好的治理效果。     

舟曲“8．8”特大泥石流治理中的关键技术研究

舟曲“8．8”特大泥石流灾后治理中的关键技术研究是治理工程首先需要解决的问题,包括3个关系,即泥石流流量与排导沟断面关系、泥石流冲击力与拦挡坝强度关系、泥石流物源级配与柔性防护拦疏关系。提出了长流水小排水槽、一般山洪泥石流中排导槽、特大山洪泥石流生态景观休闲大缓冲区的设计理念,解决了百年一遇泥石流对排导沟流量与断面的设计要求。提出用钢混结构重力式拦挡墙替代原有浆砌块石重力式拦挡墙,满足了坝体对冲击力与强度的关系。建议在流通区设置SNS柔性防护网,采用钢丝绳环形网在发挥拦挡的同时达到泄水的要求。研究成果对于舟曲泥石流灾后治理设计方案具有科学价值。     

后头沟泥石流灾害及治理措施

通过对唐山市迁西县干柴峪村后头沟泥石流的形成条件,发育机制及特征的研究,探讨该沟泥石流的严重性和治理的必要性,提出以拦挡为主,结合排导沟的治理措施,在泥石流沟原有简易谷坊坝相邻处设计修建4处谷坊坝,并另修导流堤。     

舟曲县三眼峪沟泥石流灾害治理措施的比选

2010年8月8日,舟曲县城北侧三眼峪沟和罗家峪沟暴发的特大山洪泥石流,给舟曲县城人民生命财产造成了巨大损失。本文基于对舟曲"8.8"泥石流灾害的现场勘查和治理工程设计项目,从施工的难易程度、工程投资、安全性和服务年限4个方面对拦挡坝的类型,以及从工程投资、占地和安全性3个方面对排导渠的路线进行了详细的论证,选取钢筋混凝土拦挡坝和在原有排导渠的基础上截弯取直修建复式排导渠作为三眼峪沟泥石流灾害最优的治理措施,该措施的应用对同类工程地质条件下灾害治理工程的设计方案的选择具有借鉴作用。