冰滑坡涌浪下冰碛坝溃决机理试验研究

[目的]对冰滑坡涌浪导致的冰碛坝溃决过程与溃决机理进行试验研究,为冰川区重大工程建设和冰湖冰碛坝溃决灾害防治提供科技支撑.[方法]开展不同滑块体积、滑动角度、滑动距离、坝体物质组成和坝体几何形态的水槽模型试验.基于试验现象、试验数据与理论推导,对涌浪过程、坝体物质起动和坝体溃决临界条件进行分析.[结果]①冰滑坡涌浪随时...     

川藏公路南线泥石流坝溃决洪水过程试验研究

川藏公路南线(西藏境内)由于区域地质地貌和气候环境条件的特殊性,近几十年来曾多次发生泥石流堵溃事件,坝体溃决所产生的洪水给下游造成了灾难性破坏.根据13组室内泥石流坝溃决模型试验对洪水流量过程进行研究发现,对流量影响最大的是堵塞坝的溃决形式,即重力再启动形式的溃决洪峰流量最大,水力再启动次之,冲刷型溃决最小;溃坝洪水洪峰流量与上游来水量流量成正比关系.溃决过程中的洪峰位置出现在库区水下泄30%～50%的时候;不论哪种形式溃决,洪峰在时间轴上的位置主要集中在整个洪水历时的1/3处.该研究可以为泥石流坝溃决洪水预测和下游综合避险减灾提供参考.     

堰塞坝滑坡几率与坝型参数的关系

堰塞坝因在堆积过程中,不能达到水工建筑物的质量要求,多因积水或洪水漫顶而失事,造成下游泥沙洪水灾害。2005年日本学者森俊勇等人应用圆弧滑动原理对堰塞坝坍塌过程中滑坡发生几率进行了研讨,通过计算黏着力、内摩擦角、坝体下游面坡度、坝高、坝顶宽等参数,得出坝体的安全率。当坝体材料内摩擦角和黏着力较小时,坝顶宽为1 m,下游面坡度为30,°坝高30 m以上的堰塞坝,在上游溢水位达到坝高1/4之前可能发生滑动破坏;坝高15 m的堰塞坝,在上游溢水位达到坝高3/4之前可能发生滑动破坏。但在研究实际形成的堰塞坝时,应从堰塞坝的坝顶宽、坝体积、满水时溢水位流速以及与坝体材料的土质系数相关的资料入手,进行推测,推断滑动破坏发生的可能性。在可能发生滑动破坏的区域,有必要研究溢流侵蚀的机理以及组合式滑动破坏。     

渗透型堰堤拦截细粒径泥石流的性能

世界各地均在致力于研究采用何种措施防治泥石流效果最明显。日本将钢制渗透型堰堤作为拦截泥石流工程首选。2010年日本学者守山浩史等人就钢制渗透型堰堤基本构造形式拦蓄细粒径泥石流效果进行研究,其结论:采用钢制渗透型堰堤环网状结构形式,能更好发挥拦截泥石流效果,并能吸收泥石流冲出能量。但堰堤最下段开口部狭窄,易存留巨石和流木等,所以有必要定期除石。将此作为今后的课题,且应注意收集堰堤下段的开口部尺寸、形状与拦截泥石流效果数据,改善工程性能。其试验报告对我国此项研究具有借鉴意义。     

发生泥石流时缝隙坝的拦沙机理

通过试验和实地考察,证实了钢管透水型防沙坝具有拦截泥沙作用.同时,通过试验模型、实地调查也进行了缝隙坝对冲刷泥沙调节效果的研究.但混凝土缝隙坝对泥石流拦截作用尚未做过系统的调查研究.缝隙坝发挥拦截泥沙作用主要取决于坝堤回水是否导致泥石流前端不能到达坝址处就停止,而在退水期,堆积在坝堤近旁的细粒泥沙流出后,总体上不能拦截泥石流等问题.这将是决定能否在有泥石流危险的溪流处设置缝隙坝的首要问题.因此,设想在泥石流危险河段中间、出口、泥石流冲积扇上端改变行洪坡度来观察缝隙坝对泥石流、泥沙流、冲刷流的泥沙拦截作用.     

透水型防沙坝拦截裹挟树木泥石流的性能

在泥石流易发区的小流域沟壑治理中,设计修建透水型防沙坝,快速形成堵截的功能。而拦截功能,主要取决于透水断面建材的净间距(L)和泥石流中石砾的最大粒径(dmax)之比,建议设计参数取1.0≤L/dmax≤1.5。在发生泥石流时,当大量的树木常裹挟于泥石流中,难以忽略流动树木对拦截功能的影响。2009年日本学者进行了透水型防沙坝拦截裹挟树木的泥石流试验。其研究结论是:泥石流拦截率的提高,与LV/dmax密切相关。木材堆积率在10%以下,拦截率表现离散。伴随LV/dmax的增大,其离散度有变大的趋势,木材堆积率的拦截率影响变大。此项研究对于我国研究防御同类泥石流,具有借鉴作用。     

带摩擦阻尼器的新型泥石流拦挡坝的动力响应

[目的]为解决普通格栅泥石流拦挡坝容易被损毁的问题,提出带摩擦阻尼器的新型泥石流格栅拦挡坝,为摩擦阻尼器在新型泥石流格栅坝中的应用提供依据。[方法]采用钢球模拟泥石流中的大块石,运用有限元软件ABAQUS对这种新型坝体进行泥石流大块石的冲击模拟。[结果]与普通泥石流拦挡坝相比,带摩擦阻尼器的新型泥石流拦挡坝在巨石冲击坝体时梁柱节点处的应力响应明显减小。[结论]新型泥石流格栅坝在位移、能量等方面具有良好的抗冲击性能。     

日本有关透过型坝拦截泥石流的调查分析

对日本长野县姬川水系松川上游的唐松泽设置的钢制透过型砂防坝南股 4 坝 ,拦截石砾型泥石流及坝体材料受损情况进行调查与分析。其结果 :钢制透过坝拦截含大量巨石的泥石流龙头部及后续流泥沙 ,并向坝内侧上方堆积 ,当坝内快速地积满了泥沙之后 ,泥石流后续流带着巨石越过坝顶而落下 ,巨石撞击坝的横梁和水平梁 ,使这部分材料受损。其原因 :巨石从坝顶落下时具有向下游一侧水平方向的速度和巨石容易撞击钢管。因此 ,在坝体容易受泥石流撞击的地方 ,应将水平面上的副梁和水平梁尽量拆除 ,并设法在该处不让巨石落下。针对泥石流对坝的缝隙部位可能有扭曲作用 ,建议对其坝体材料的安全性进行三维的研究。     

初始含水率对冰川泥石流的起动影响分析

通过开展不同初始含水率天然冰碛土的冰川泥石流起动试验,近似模拟不同前期降雨量下融水冲刷冰碛物形成泥石流的起动过程。结果表明:(1)研究区冰川泥石流起动类型为坍塌推移型;(2)初始含水率较低时渗流作用表现明显,渗流侵蚀将大量细颗粒运移,致使粒间孔隙增大至原孔隙率的2倍,土体骨架颗粒重新排列,颗粒间接触力降低,土体产生局部失稳变形,孔隙水压力呈突降-突增-突降趋势;(3)初始含水率较高时渗流与冲刷共同起主导作用,泥石流呈阵流爆发且与孔隙水压力峰值相对应;(4)含水率和孔隙水压力呈周期性变化,土体初始含水率与含水率达到峰值所需时间呈负相关关系;(5)基于试验现象及含水率和孔压的变化特征,将研究区泥石流起动过程划分为4个阶段,将其起动机理分为内渗流侵蚀、前缘骨架坍塌和径流冲刷起动。     

梳子坝对土石流之防治效率

梳子坝是一种透过性坝体，可以有效地防止土石流之危害。因此，本研究经由土石流过梳子坝的质量守恒定律和渠槽试验，分别建立土砂流出率、泥砂体积浓度比及贮砂率等三种主要的效率参数，作为评估梳子坝防治土石流之效率，并据以发展出一种简单的设计模式，可以用来设计单一的梳子坝的高度、开口间距及总开口宽度等坝体几何因子。     

泥石流梁式格栅坝拦砂性能试验研究

通过特殊泥石流试验装置 ,对泥石流梁式格栅坝拦砂性能进行研究 ,初步得到 :梁式格栅坝有全部闭塞、临时闭塞、半闭塞、未闭塞 4种闭塞类型。当梁间距 b与泥石流体中最大颗粒粒径 dm ax之比 b/ dmax≤ 1.0时 ,格栅坝基本闭塞 ;b/ dmax≥ 1.5时 ,格栅坝未闭塞 ;1.0 相似文献   

不同频率下的泥石流体特征数值计算方法研究——以大寨沟流域为例

在泥石流定量研究中,泥石流流量、流速、泥石流规模是泥石流体最重要的特征值.能比较准确的确定泥石流这些特征数值既是泥石流计算中的关键问题,也是泥石流防治工程设计研究中的重要因素.利用雨洪法,首先比较一种或两种水文学的计算方法,择优来计算暴雨与洪水特征数值,然后利用暴雨与洪水特征数值来推算泥石流体各种特征数值.比如用暴雨洪峰流量以及配方法来计算泥石流流量,利用洪水总量来推算泥石流规模.     

甘家沟泥石流特征及其防治对策

甘家沟是一条国内有名的严重泥石流沟，流域内有骨塌体５２处，面积达２４．３ｋｍ＾２，松散固体物质达１３４１３万ｍ＾３，泥石流形条件极为优越，为了保护沿江农田，村镇，公路和上游武都县城的安全，根据泥石流的形成特点和成灾方式，该流域的泥石流防治采取了和物措施与工程措施相结合，以式程措施为主，拦挡与排导相结合，以拦为主的综合治方案。     

降雨泥石流预报的研究

要准确预报泥石流的发生、到达时间和规模,需要了解流域的基本情况以及泥石流形成的原因和条件。本文以云南省东川蒋家沟为例,以流域降雨产流量为基础,对泥石流暴发,到达时间及暴发规模的预报作了系统的研究。以10min降雨雨强为基本依据,计算10min降雨的产流及形成径流的单宽流量,从而预报泥石流的发生,由此可以计算泥石流的运动速度、预报泥石流的到达时间。以10min激发降雨的产流及形成径流总量,结合泥石流中泥沙体积浓度和流域堵塞系数,计算出泥石流总量,从而预报泥石流的发生规模。     

通南巴区块泥石流发育基本特征及防治对策

通南巴区块为中石化川北矿区一大主力区块,日产天然气约30万m³,后期开采空间巨大。通过前期研究表明,受地形条件限制,目前区块内钻井及采气场地多处于盆谷地带,井场在钻井及后期采气过程中经常遭遇山洪泥石流等地质灾害,严重威胁井场的安全运营,为彻底查清山洪泥石流对井场的危害程度及其发育特征,本次研究选取2010—2012年区块内6口井井场作为研究对象,通过查明井场所处沟谷基本特征,统计泥石流受灾情况,在总结各沟谷基本特征参数的前提下,总结了区内泥石流的成因机制,后期爆发频率及规模;同时从定量角度计算了区块内泥石流的动力学参数,尤其是泥石流峰值流量等参数值,为后期井场选址建设及防治泥石流提供了参考依据。     

四川某电站库区泥石流流量的计算方法研究

泥石流流量是泥石流防治工程设计的基本参数,对泥石流危害性的评价研究具有重要意义。结合四川某电站库区一典型泥石流沟的泥石流流量进行研究,采用有压管水力计算公式和洪水计算手册推荐的洪水流量计算公式分别对该泥石流沟上下两个清水动力区的洪水流量进行计算。然后根据雨洪修正法和泥痕调查法对该沟的泥石流流量进行研究,研究结果与实际情况较为吻合。     

泥石流阵流及其活动规律

阵流是黏性泥石流的主要运动形式。选择蒋家沟1987-1994年8年间运动过程完整，阵次明显并且观测资料齐全的50次典型泥石流作为研究对象，讨论泥石流阵流产生的原因，并统计分析泥石流阵流的活动规律和特征。通过对完整的泥石流暴发过程进行分析，发现泥石流阵流径流量与阵流频次之间存在幂律关系；通过对历年典型泥石流流量过程的分析，发现蒋家沟泥石流阵流活动具有多峰性与多时段性。对于进一步认识泥石流（尤其是黏性泥石流）的运动规律和运动特征具有重要参考价值。