泥石流冲击弧形拦挡坝动力响应研究

摘要：

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a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.

关键词：泥石流、弧形拦挡坝、冲击力、爬升高度

所属期刊栏目：41

分类号：TU42(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;四川省杰出青年科技人才项目;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室自主研究课题

在线出版日期：2021-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3851-3861