粘性泥石流沟口回淤实验研究

泥石流在堆积区进行堆积时,常在沟口形成回淤并造成灾害.为了探讨泥石流在沟口回淤的发展过程、影响因素及其预测,开展了4组107次泥石流连续堆积和4组共21次单次堆积实验.实验结果表明,粘性泥石流在沟口回淤的发展过程中,累积回淤长度与泥石流累积总量呈线性正相关,相对累积回淤坡度与泥石流累积总量呈对数负相关,根据相对累积回淤坡度的变化将粘性泥石流沟口回淤的发展过程分为三个阶段;在泥石流总量相同的情况下,回淤长度随泥石流重度增大而呈线性增大,随堆积区坡度增大而呈线性减小,随流通区坡度增大而成对数减小.相对回淤坡度随泥石流重度的增大呈线性减小,随堆积区坡度增大而呈线性增大,随流通区坡度增大而呈线性增大;在泥石流总量不同的情况下,随泥石流总量的增大,其沟口回淤长度随之呈线性增大,而相对回淤坡度随之呈线性减小;在粘性泥石流沟口回淤发展过程及其影响因素分析的基础上,采用多元线性回归的方法,建立了粘性泥石流在连续堆积及单次堆积情况下沟口回淤的经验预测公式.     

粘性泥石流坝后回淤比降的实验

拦挡坝坝后回淤比降是泥石流防治工程设计中的一个重要参数.本实验选取粘性泥石流,开展了沟床纵比降为9.5％～26.2％共8组和重度17～22 kN/m3共6组的坝后回淤比降的模拟实验.实验发现:1.在沟床纵坡为9.5％、12.1％、14.4％、16.7％、18.9％、21.3％、23.8％和26.2％时,其回淤比降分另为8.08％、9.8％、11.38％、12.69％、14.55％、16.61％、18.56％和20.96％;2.回淤比降比值在0.76至0.85间,平均0.80;3.回淤比降随沟槽纵比降的增大而增大,二者呈线性正相关,相关系数在0.95以上;回淤比降随重度的增大,总体呈缓慢增大的趋势,关系为二次函数关系.由此建立了回淤比降与重度和沟床纵比降的关系式:i=0.6014 ×γ0.0526 ×i00.9470,据此可以初步确定回淤比降的设计值.     

泥石流造床运动的实验研究

"泥石流铺床现象"常被用来定性地解释黏性泥石流(特指高固相含量)运动的减阻效应.目前,铺床现象对泥石流运动的影响研究仍处于定性阶段,定量化的机理研究非常匮乏.本研究设计了中尺度水槽模型实验,对泥石流铺床作用的动力学过程开展了系统观测.以云南蒋家沟泥石流堆积为材料,配置了40％、50％、55％三种固相浓度对比组;实验观测...     

粘性泥石流体的应力应变特征和应力本构关系的研究

通过粘性泥石流体阵性流的野外观测和最新研制的泥石流流变仪应用,含有砾石的粘性泥石流体具有明显的应力过冲、触变能量、剪切稀化和双屈服应力等流变特征被得到研究。粘性泥石流应力应变的自组织临界特性分析表明,泥石流的规模与频率间存在着幂定律关系。粘性泥石流体在低速率区启动初始段,其应力本构关系可用剪切稀化的幂定理方程来描述。粘性泥石流体在剪切速率区流动剪切段的应力本构关系,应包含滑动摩擦作用的零次项和反映惯性碰撞的平方项,具有屈服应力和剪切膨胀的流变特征。     

基于眼动实验方法的城市开敞空间视觉研究 ——广州花城广场案例

以广州花城广场为案例,通过设计以认知地图、照片拍摄以及眼动实验环节的视觉研究方法,对花城广场的空间感知进行分析。结果表明：1）通过分析认知地图以及眼动数据可以发现,认知地图中高频率出现的要素和眼动实验得出的参与者感兴趣要素相一致,花城广场的建筑物、边界、场所和区域是参与者比较感兴趣的要素,以上要素在眼动实验中首次进入时间短,在认知地图中出现频率高;2）通过分析注视点注视时间热点图,可以得出在城市开敞空间的规划中应注重建筑物、构筑物、装置和场地的合理结合,注重空间层次和空间秩序,注重营造场所的规划设计结论。在应用上,照片拍摄、眼动实验等视觉的神经科学研究方法的使用可以为城市开敞空间的规划设计提供公众参与的新思路。     

不同沙源供给条件下砾石床面的风沙流结构与蚀积量变化风洞实验研究

通过对不同沙源供给条件下各种砾石床面的风沙流结构、床面风蚀及堆积沙量变化的风洞实验,结果表明,风沙流结构是判断戈壁风沙流饱和与不饱和的一个重要途径,不同的戈壁风沙流结构对床面输、阻沙特性具有不同的指示意义。近地表0～6 cm高度内的风沙流结构决定了床面的输、阻性质,而6 cm以上的风沙流结构反映了风力对沙物质的输送状况。沙源供给的丰富与否,决定了风沙流的饱和程度,以及风沙流在砾石床面产生的蚀积状况。同等风速条件下,饱和风沙流的输沙率是非饱和风沙流输沙率的2～8倍。在饱和风沙流情形下,床面过程总体以积沙为主,且随风力的增强,床面积沙量急剧增加。在不饱和风沙流情形下,砾石床面总体以风蚀和输送沙物质过程为主,风沙流结构在0～2 cm高度内反映出砾石床面具有明显的阻沙功能,在2～5 cm高度上出现最大输沙值。     

“东川型”排导槽结构对泥石流流速影响的实验研究

消能肋槛和排导槽纵比降是控制"东川型"泥石流排导槽内流体运动的两个关键因素.泥石流流速是反映排导槽工程输移力及对排导槽的冲刷淤积破坏的重要参数之一.通过实验,对固定配比的泥石流流体在不同的肋槛组合下的排导槽中的流速进行了研究,结果表明:(1)肋槛间距从40 cm增加至60 cm时,泥石流流速先增加后减少,在间距50 cm时达到最大值;(2)肋槛高度对泥石流流速的影响非常复杂,在不同的肋槛间距和纵比降下表现不同的相关关系;(3)纵比降对排导槽内的泥石流流体基本呈正相关;(4)得到了肋槛间距与肋槛高度之比值N与泥石流流速V之间关系的数学表达式:V=0.0341N+C,其中C为常量.     

粘性泥石流复式沟床水力特性探讨

天然粘性泥石流沟床都是复式断面，不同滩槽宽度比在不同的泥位条件下其水力要素（过流面积、湿周、水力半径）有所不同。引用天然河流水力计算方法，对概化的复式沟床泥石流流量计算表明：滩槽宽度比对滩、槽过流能力及流量分配有较大的影响；同一滩槽比情况下，主槽过流与全断面过流量之比随泥深增大而逐渐减小，而滩面过流与全断面过流量之比却逐渐增大；泥石流复式沟床滩槽影响可用协同度表示，计算分析表明，滩槽比相同时，随泥深增加，滩、槽影响逐渐减小。     

试析小流域土力类粘性泥石流的汇流过程——以滇东北大凹子沟为例

在分析土力类泥石流的产流特征和规律，尤其是土源与水源关系的基础上，将水文学上常用的等流时线法的基本原理应用于小流域土力类粘性泥石流的汇流计算。在具体的计算中，以滇东北蒋家沟的一支沟－大凹子沟1994－06－16的泥石流为例进行泥石流汇流流量过程的试算。计算的结果应用观测的一些数值及现象和弯道超高的最大流量计算值检验，结果表明此计算大体可以定量地反映该流域流量的过程。通过此汇流计算还可以了解阵性泥石流与连续泥石流的产生关系和机理，也可以了解降雨时段与产流时段及汇流过程时段的差别。该研究的结果也存在主客观的局限性，这一局限性反映了进一步探讨流域的产流量规律、流域等流时区划分的规律、大流域汇流计算和泥石流的波坦化规律的必然性。     

交错齿槛槽排导粘性泥石流的试验

排导槽是一种结构简单、效果明显、用途广泛的泥石流防治措施,在总结东川槽、V型槽等现有排导槽槽型优缺点的基础上,结合一种新槽型——交错齿槛型泥石流排导槽展开试验研究。提出排导槽排导指数概念,即直接反应排导槽排泄能力的参数。利用室内水槽模型试验,通过改变交错槽纵比降、齿槛间距、夹角等参数,得出排导指数与上述参数的关系,试验结果表明:1.与东川槽相比,交错齿槛槽的排导能力有大幅度的提升,最大增幅达74%,表明交错齿槛有较强的挑流排泄能力,能有效解决东川槽等存在的淤积难题;2.不同比降下,交错槽主要设计参数组合存在差异,其中10%与15%比降下,60°齿槛间距为30 cm时,交错槽的排导指数最大,排导能力最强;而12%比降下,60°齿槛间距为40 cm为最优组合;3.小角度齿槛(60°)齿槛挑流排导能力较大角度(80°)更强,更适合坡降较小的排导槽;齿槛角度越大,齿槛的挑流能力有限,阻流作用越明显,对需控制流速及洪峰流量的泥石流,可考虑采用大角度齿槛。     

粘性泥石流残留层与泥深的关系分析

粘性泥石流泥深的观测数据过去大部分不包含残留层厚度,认为当后继粘性泥石流通过残留层时,残留层是不动的,泥深从残留层表面起算。本文通过大量的泥石流原型观测和简易模型试验表明,当后继泥石流通过时,残留层除底部很薄的一层不动外,都是运动的,并有三种运动形式,泥深应包含残留层。残留层的厚度一般为20～60cm,这样对过去不包含残留层厚度的泥深观测数据应进行更正,粘性泥石流流量和输沙率也需相应增加。     

粘性泥石流应力应变特征的初步试验研究

采用自己最新研制的泥石流流变仪，测试自然界活泥石流体的样品，发现粘性泥石流体在低速率受剪时具有应力过冲和剪切稀化等特征。这些特征的讨论和认识，为进一步深化泥石流模型理论研究奠定了基础。     

冲淤变动型沟谷泥石流防治结构及计算

本文以平川沟泥石流为例 ,基于对冲淤变动型沟谷泥石流基本特性的分析 ,遵循“以泄为主、导排结合”的防治原则 ,提出了有效治理此类泥石流的汇流 #速流结构 ;运用地基梁计算理论对速流槽进行了力学分析计算 ,比较详细地进行了汇流槽侧墙、锚固桩的内力计算。