泥石流泥舌水力特性的沿程变化实验研究

论文摘要

泥石流过坝泥舌的水力特性与拦砂坝下游冲刷坑的最终深度、长度和宽度等形态特征密切相关,准确认识泥舌下泄沿程上的水力特性对研究坝下游冲刷过程十分重要。通过进行6组泥石流容重条件、6组沟床纵坡条件泥舌下泄室内水槽实验,重点研究了泥舌在下泄沿程的运动轨迹、纵向厚度变化特征、横向宽度变化特征和下游入射角变化特征的水力特性,建立了泥舌水力特性与射距的关系,并通过分析泥舌水力特性与射距的相关关系得到泥石流容重、沟床纵坡对泥舌水力特性的影响。研究结果表明:(1)泥舌下泄运动类似于抛物体运动,在相同实验条件下,高容重泥石流和低沟床纵坡条件下对应的泥舌下泄运动轨迹曲线变化程度较大,低容重泥石流和高沟床纵坡条件下的泥舌下泄运动轨迹曲线变化程度较小;(2)泥舌纵向厚度随着射距的增大而增大,纵向厚度变化率与射距增大而增大并呈线性正相关性,二者线性斜率随着泥石流容重的增大先增大后减小、随着沟床纵坡的增大而减小;(3)泥舌横向宽度随着射距的增大而减小,横向宽度变化率随着射距的增大而减小并呈线性负相关性,二者线性斜率随着泥石流容重的增大而减小、随着沟床纵坡的增大先减小后增大;(4)泥舌下游入射角随着射距的增大而增大,下游入射角变化率随射距的增大而增大呈线性正相关,二者线性斜率随着泥石流容重的增大而增大、随着沟床纵坡的增大而减小。本研究着眼于泥舌下泄运动现象问题,研究了不同泥石流容重、沟床纵坡实验条件下泥舌在下泄沿程上的水力特性,以期准确认识泥舌水力特性,为研究坝下游防治冲刷提供参考。

论文目录

• 1 实验设计
•   1.1 实验装置
•   1.2 实验物料
•   1.3 实验条件
•   1.4 实验量测参数与评价指标
•     （1）实验量测参数
•     （2）泥舌纵向厚度变化评价指标
•     （3）泥舌横向宽度变化评价指标
•     （4）泥舌下游入射角变化评价指标
• 2 实验结果分析
•   2.1 泥舌下泄运动轨迹
•   2.2 泥舌纵向厚度变化
•     （1）不同泥石流容重条件对应的泥舌纵向厚度变化
•     （2）不同沟床纵坡条件对应的泥舌纵向厚度变化
•   2.3 泥舌横向宽度变化
•     （1）不同泥石流容重条件对应的泥舌横向宽度变化
•     （2）不同沟床纵坡条件对应的泥舌横向宽度变化
•   2.4 泥舌下游入射角变化
•     （1）不同泥石流容重条件对应的泥舌下游入射角变化
•     （2）不同沟床纵坡条件对应的泥舌下游入射角变化
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郑志山,潘华利,安笑,李炳志,杨奉广

关键词: 泥石流,拦砂坝,泥舌,水力特性,下游冲刷,实验研究

来源: 自然灾害学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,工业通用技术及设备

单位: 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室,中国科学院大学,水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金(41672318,51679229),水力学与山区河流开发保护国家重点实验室(四川大学)开放合作基金,中国科学院成都山地所135计划(135-1701),中国科学院青年创新促进会项目(2018405),云南省应用基础研究计划项目(2016FB074)~~

分类号: P642.23

DOI: 10.13577/j.jnd.2019.0617

页码: 154-166

总页数: 13

文件大小: 7327K

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