泥石流冲击力的时空分布特征

论文摘要

传统的泥石流冲击力计算方法仅仅考虑泥石流作用于刚性拦挡坝时的瞬间冲击过程,并没有考虑泥石流与坝体相作用时,冲起部分对坝体的影响。实际上,当泥石流与坝体相作用而冲起爬高时,所受泥石流冲击力的空间分布决定了其结构的稳定性。本文开展了系列泥石流冲击实验,并利用Tactilus内置式压力分布测量传感器测量冲击力数据,以此来探究不同密度泥石流作用于坝体时冲击力的时空分布特性。实验结果表明,低密度泥石流冲起爬高时,在坝体范围内冲击力时程变化的波动更为剧烈,持续时间也更长。低密度泥石流与坝体作用时,最大冲击力主要来自于流体中颗粒与坝体的撞击作用,并存在于整个冲击过程,而高密度泥石流与坝体作用时,最大冲击力出现在与坝体刚接触的时候,这主要是由于不同密度下流体内部颗粒间作用力变化引起的。当密度较低时,泥石流冲起部分的冲击力的纵向衰减模式为对数函数形式;当密度较大时,其衰减模式为线性函数形式。泥石流冲击力的横向分布波动并不大,基本可以看成是等值分布。为便于计算,泥石流冲击力的纵向分布可以简化为三角形分布。对坝趾处来讲,考虑泥石流冲起时,所受弯矩为不考虑流体冲起时的2～3倍。

论文目录

• 1 实验设计与数据测量
•   1.1 实验装置
•   1.2 测量装置
•   1.3 实验物料与实验设计
• 2 实验结果分析
•   2.1 泥石流与刚性坝体的相互作用过程
•   2.2 泥石流冲击力的时空分布特征
•     2.2.1 坝体最大冲击力的时程变化
•     2.2.2 泥石流冲击力的空间分布特征
•     2.2.3 颗粒效应对泥石流冲击过程的影响
• 3 泥石流冲起时的动压力修正系数
• 4 结论与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘道川,游勇,杜杰,柳金峰,关辉,刘洋

关键词: 泥石流,冲击力,时空分布,刚性坝体

来源: 工程科学与技术 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,工业通用技术及设备

单位: 中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室,中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,中国科学院大学,九寨沟风景名胜区管理局,西南科技大学环境与资源学院

基金: 中国科学院“西部之光”人才培养引进计划,中国科学院科技服务网络计划项目(KFJ-STS-ZDTP-015),四川省委组织部“西部之光人才专项”项目,国家自然科学基金项目(41772343)

分类号: P642.23

DOI: 10.15961/j.jsuese.201801042

页码: 17-25

总页数: 9

文件大小: 2354K

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