交错齿槛型泥石流排导槽排导特征试验研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chmwingflying
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
泥石流排导槽是一类应用于流域中下游堆积区的灾害防治工程,目前效果较好的有全衬砌“V”型槽和具备软基消能特性的“东川”槽。交错齿槛槽在“东川”槽肋槛的基础上,结合水利工程中丁坝的导流护坡功能,在槽底基础上布置交错型齿槛,达到软基消能、调节泥石流在槽内的流速和流态,同时有较高的排泄效能的目的。   野外调查已建东川槽防治效果,在此基础上通过室内水槽试验,探讨交错齿槛槽的排导特征。齿槛的基本参数较多,本次试验重点关注齿槛的间距L、夹角α两个参数,同时考虑齿槛长度B的影响。试验物料取蒋家沟内泥石流堆积物,配制物料容重γ为16kN/m3和20kN/m3模拟稀性泥石流和粘性泥石流,18kN/m3模拟过渡性泥石流作对比;根据泥石流性质,稀性泥石流安排试验纵比降I=0.05、I=0.08和I=0.10,粘性泥石流试验安排I=0.10、I=0.12和I=0.15。分析试验中泥石流流速、泥深和排导指数的变化,以及泥石流残留层的淤积形态和沉积物颗粒特征,得到齿槛参数对排导特征的影响规律。并在此基础上,进行交错齿槛型泥石流排导槽的优化设计。   试验中泥石流运动和沉积均受到齿槛的影响和约束,流体分为2股,中泓区绕齿槛做空间螺旋运动,两侧漫槛而过做跌落一起动运动。稀性泥石流在排导槽中龙头翻卷,流体冲击齿槛产生水跃;槽内残留层形态受齿槛约束,两齿槛之间比降缓,在齿槛位置形成跌坎。粘性泥石流粘度大,运动迹线稳定整体性好;沉积物淤埋齿槛呈丘状起伏,槛后形成泥坑。   泥石流在交错槽内流速V与纵比较I成正相关,这与天然沟道和其他类型排导槽内情况一致;齿槛参数中,齿槛间距L对流速V调节效果好,规律明显。泥深变化规律与泥石流性质相关;稀性泥石流泥深h与纵比降I呈正相关,且受齿槛参数影响大;粘性泥石流泥深h与纵比降I成反比例关系,流速快泥深下降,流量变化幅度小。   排导指数κ反映排导槽对泥石流的排泄效率,受齿槛调节。稀性泥石流排导指数κ与纵比降I成先增大后减小,分析稀性泥石流颗粒组成,I=0.08纵比降下粗颗粒含量小;粘性泥石流排导指数κ与纵比降I成正比例关系。齿槛间距L对排导指数κ的调节显著,稀性泥石流成良好的正比例关系,粘性泥石流是随间距L先增大后减小;齿槛角度α对粘性泥石流调节作用较明显,成反比例关系,稀性泥石流调节作用不显著;和齿槛长度B调节规律明显,成反比例关系。   根据试验现象和结果分析,对交错槽齿纵断面、横断面和设计流速进行优化。纵断面优化包括纵比降I和齿槛间距L调整;纵比降受地形限制只能在小范围内调整,选择较大的比降,针对纵比降I=0.10以下稀性泥石流为主的工况时选择接近I=0.08比降;齿槛间距L以1倍槽底宽度D为宜,根据不同比降适当调整。横断面优化包括齿槛角度α和齿槛长度B;齿槛长度B的选择遵循比降大长度长的原则;齿坎角度α对泥石流的排导特征的调节效果一般,规律不明显,可能是夹角对泥石流冲刷调节效果好,对淤积调节效果不佳。西南地区常用泥石流流速计算公式多为类曼宁公式,交错槽改变了沟道糙率n,其中齿槛间距L对流速V调节效果很好,规律明显,贡献最大,因此增加糙率修正系数m,VL=mVC,建立泥石流在交错槽内的流速模型。   本文通过水槽试验研究交错槽的排导特征,得到泥石流在交错槽内运动和淤积的基本特征,并由此对交错槽进行优化设计,提出优化方案,取得初步成果。
其他文献
CPs在农业、制药业和工业中有广泛的使用,是污染问题的典型代表,他们广泛的用于木材防腐、杀虫剂、除草剂、杀菌剂及重要工业化学品合成媒介。CPs具有毒性高、生物难降解、致癌
高性能结构钢材适应了国内外建筑结构高强、抗震、环保、耐候、易加工等重要需求,是21世纪工程结构材料发展的主要方向。本文在查阅大量国内外文献的基础上,阐述了高性能结构钢
近年来,张弦桁架结构在我国得到了非常广泛的应用。对该类结构的模型修正及其索力识别,引起了越来越多的科研工程技术人员的重视。为了对其进行模型修正,需对其结构的各参数的灵
学位
随着高层建筑和地下空间的发展和利用,我国的深基坑工程日益增多。复合土钉支护继承和发展了传统土钉技术的优点,弥补了土钉支护许多缺陷,在深基坑开挖支护中得到了广泛应用。但
随着北京城市化进程的迅猛发展,开发和利用城市地下空间已成为城市发展的重要方针。地下工程的建设离不开钢筋混凝土的支持,但由于工作环境复杂,影响因素繁多,对地下结构中混凝土
从本质上讲,土力党真空预压固结法、电渗加固法和絮凝法都是一种分离水土的方法,该文正是探索将这些方法应用到各种工业工艺流程中去的可行性.通过室内试验,提出了絮凝剂试验
本论文以节理岩体为研究对象,采用有限元数值模拟、理论分析和工程岩体分级等方法和手段,紧紧围绕节理岩体宏观变形特性的结构效应这一科学问题,开展了系统深入的研究工作。主要
学位
近年来震级在八级以上的地震频发,使得各国更加重视建筑结构的抗震减震性能。对新型技术的需求也变得越来越迫切。与此同时,防屈曲支撑以其优良的减震耗能性能也开始备受业界青