碎屑流高风险区桩群防护结构优化布局研究

桩群是一种可有效耗散碎屑流运动能量,抑制碎屑流运动距离及速度的山地灾害防护结构。在碎屑流沟口与受灾体之间构建一组桩群减速带,可达到保护受灾体的目的。以物理模型试验为基础,开展弧型桩群、方型桩群和圆型桩群的沟槽型碎屑流冲击动力响应研究。讨论了3种不同类型的桩群对沟槽型碎屑流运动形态的影响,进一步开展弧型桩群的结构优化研究。结果表明：采用桩群结构可有效减小沟槽型碎屑流堆积距离并抑制其运动速度;3种不同形状桩群之间,弧型桩与方型桩的拦挡效果明显优于圆型桩;弧型桩由于凹槽式外型,对沟槽型碎屑流堆积面积、淤埋深度的抑制效果稍优于方型桩;在相同高度、直径等几何参数下,弧型桩体积比圆型桩小22.6%,比方型桩小39.2%,因此弧型桩的制作成本也相对较低;弧型桩排数从1排增加到3排,桩群拦挡率分别提升7.2%、4.5%;适量增加槽口与桩之间距离Ld可以有效提高弧型桩群防护结构的能量耗散效率。该研究可为桩群在沟槽型碎屑流防治工程中的应用提供理论及技术支持。     

碎屑流冲击下的桥墩动力响应特征分析

碎屑流以其高动能和强大的破坏力被视为我国西南片区最危险的地质灾害之一,它不仅对人民群众的生命财产造成极大的危害,并且威胁到桥梁、铁路等国家的基础设施建设。本文就碎屑流冲击条件下的桥墩为研究对象,以两种不同形状的桥墩(圆柱桥墩、矩形桥墩)以及桥墩离碎屑流的物源区距离为研究条件,以离散元方法为研究手段,着重研究了碎屑流冲击桥墩时候的动力响应情况。结果表明:在相同规模以及相同距离的碎屑流条件下,圆柱形桥墩所受的瞬时冲击力的法向应力要小于矩形桥墩,切向应力则大于矩形桥墩,其所受最大冲击力以及平均冲击力都小于矩形桥墩,并且给出了物源区距离对桥墩所受冲击力的影响。研究结果对实际防灾工程有一定的指导意义。