泥石流冲击弧形拦挡坝动力响应研究

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α、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α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。     

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     

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。     

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。     

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.     

普斯罗沟泥石流发育特征及其防治对策

1前言 普斯罗沟位于西南某在建水电站坝址区右岸坝肩上游侧进水口附近,调查显示,该沟在1995、1998和2004年均暴发了不等规模的泥石流,其中以2004年6月暴发的泥石流是近十年来规模最大的一次。因此沟域内现有松散物质分布位置及其稳定性如何？是否还存在暴发较大规模泥石流活动的可能性？不同降雨频率下形成的泥石流物质是否会对拟布置工程产生不利影响？因此,研究普斯罗沟泥石流发育特征,预测其暴发规模,并提出相应的工程处理措施建议,是非常必要的。     

对三眼峪泥石流以往防治措施的反思

“8．8”舟曲特大山洪泥石流灾难惨重,引起国内外工程地质界的广泛关注。调查发现,以往的防治工程在这次特大泥石流中彻底被摧毁,防护能力完全失效,对此应深刻反思,吸取教训。在现场调查的基础上,通过离散元数值模拟和理论分析计算,得出浆砌块石拦挡坝抗泥石流冲压强度不足,泥石流流量与排导工程断面不匹配,排导沟行洪能力严重不足和弯道过多曲率较大等结论。这些问题的思考与认识可作为灾后治理工程方案论证的借鉴。     

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(地质)灾害与综合防治

泥石流是一种危害性极大的地质灾害,本文总结了我国近几十年来泥石流综合防治措施,并结合实例,对下岸溪泥石流的形成条件、发展趋势及治理措施进行了论述.     

公路弃渣次生泥石流成灾机制及防护措施

公路弃渣泥石流物源集中,弃渣类型是泥石流成灾机制的重要影响因素。砂岩类弃渣中粘粒含量小,膨胀性较弱,弃渣体内水体排泄通畅,不利于孔隙水压的保持,相比灰岩类弃渣自身稳定性高;但在暴雨作用下,弃渣体内水分增加大于排泄,易造成弃渣体的崩滑起动,形成小型的泥石流,多形成稀性泥石流;灰岩类弃渣中粘粒的膨胀性较高,弃渣体孔隙水压易增大,渣土体的稳定性差,在暴雨作用下,弃渣中的土体易膨胀液化、滑移起动,多形成粘性泥石流;灰岩类弃渣泥石流规模大于砂岩类弃土。本文从弃渣物理性质指标、力学特征等研究泥石流成灾机制,并致力于将成果应用到公路弃土场设计和防灾减灾领域。     

密云司马台-雾灵山沟域经济区泥石流分布及防治措施

＂沟域经济＂是北京近年来探索出来的一种新的山区发展模式。密云山清水秀,风景优美,有良好的旅游基础。对密云司马台-雾灵山沟域经济发展区泥石流地质灾害调查,查明了泥石流发育分布特征,提出其防治措施,为沟域经济发展规划建设提供科学依据。     

基于FLO2D模型的泥石流治理工程效益评价

泥湾沟为白龙江一级支沟,沟内地质构造发育,固体松散物质丰富,历史上曾爆发多次大规模泥石流灾害,属典型暴雨型黏性泥石流。为更好的对该工程效益进行评价,本次采用FLO-2D模型对其治理前后不同频率的泥石流运动、堆积情况及危险性进行模拟对比。研究结果表明,防治工程的布设能有效拦截流域内松散物质,拦截方量约为3.97×104m3,回淤反压稳固坡体效果更加明显;泥石流流速控制作用明显,1%降雨频率下到达沟口处流速为2.7m/s,且呈沿拦挡工程逐级减小的趋势。在松散物质及流速得到有效控制的情况下,泥石流冲出方量减少,堆积范围缩小,缩小比例最大达84%。该方法不仅有利于评价泥石流治理效益,也对泥石流治理方案的提出提供有效的数据支持,是值得借鉴与参考的一种评价方法。     

泥石流防治工程设计的若干问题初探

本文以南靖县帮科泥石流防治工程设计工作为例,选取了影响该泥石流形成的10项因子,利用模糊数学综合评判法对该泥石流危险程度进行了评价,为福建省泥石流预测预报及防治提供了定量的数学分析方法,有利于福建省科学防灾工作的进一步开展。此外,本文还对帮科泥石流防治工程中拦挡坝的设计方法进行了初步探讨,明确提出设计中坝体的稳定性演算可以简化为抗滑稳定演算等三个注意事项,并针对福建省的气候、土壤条件,提供了泥石流生物治理措施中的几种优势树种及其基本种植方案。相信本文对福建省其他泥石流防治工程设计具有借鉴意义。     

安夹沟特大型泥石流沟特征及治理方案

安夹沟位于岷江上游四川省汶川县境内。近百年内,该沟至二十世纪七十年代只发生过一起小型泥石流,没有人员伤亡。2008年汶川地震后,该沟沟床变陡,泥砂堆积物增多,已引发大规模的泥石流灾害,严重威胁都汶高速、AAAA级景区大禹农庄及当地居民的生命财产安全。通过对地震后安夹沟形地貌、水文气象、物源条件的分析,探计该泥石流沟形成条件、基本特征和冲於特性,预测分析其发展趋势,并因地制宜的提出了治理方案,也为震后类似地质灾害的治理提供指导。     

北京房山典型泥石流物源特征及防治建议

本文针对房山区典型泥石流沟主要物源类型进行分析讨论,崩滑堆积物源、坡面物源以及沟床堆积物源是本区泥石流物源的主要类型。崩滑堆积物源及坡面物源参与泥石流活动的量占其总量相对较少,沟床堆积物源相对较大,并且多为泥石流沟的主要物源。区内佛子庄乡北窖沟泥石流沟床堆积物分析显示,沟道冲淤特征表现出以冲为主的特点,沟床物质是参与泥石流活动的重要物源。并依据北窖沟泥石流物源特点,提出针对性的泥石流防治建议。     

崩塌堆积体启动坡面泥石流判别与防治 ——以北川县开坪乡平石板泥石流为例

强震区地震后大量的崩塌堆积体堆积于高陡斜坡中上部,堆积体远离居民点,一旦诱发为坡面泥石流,形成新的次生地质灾害,将严重威胁下方居民的生命财产安全。本文以北川县开坪乡平石板坡面泥石流为例,平石板沟“5.12”地震崩塌堆积体在2010、2013年强降雨作用下失稳转变为坡面泥石流淤积场镇。在平石板泥石流暴发特征介绍基础上,通过粒径不均匀系数、堆积体启动判别指标、后缘汇水面积等来分析崩塌堆积体启动条件及影响因素,并针对此类灾害发育特征,提出了通过上游稳拦固源方法进行治理的防治思路。以期为研究高陡斜坡堆积体的启动机制及防治提供一定的借鉴意义。     

Spatio-Temporal Distribution Characteristics of Debris Flow Impact Pressure and Impact Velocity on the Check Dam Upstream Surface

Geotechnical and Geological Engineering - Debris flows endanger humans living and property in mountainous regions all over the world, so it must be prevented and controlled by engineering. It is...