电杆基础冲刷及防护措施效果的数值分析

目前考虑一定坡度下基础局部冲刷的研究很少,并且缺乏探讨山洪灾害下电杆防护措施的效果研究。基于FLOW-3D软件对电杆基础冲刷进行三维数值模拟,分别对水头(4~6 m)、坡度(10°~20°)、电杆距坡脚距离(6~9 m)和初始流速(1~3 m·s^(-1))4个变量进行了参数敏感性分析,对照工况的水头、坡度、电杆距坡脚距离和初始流速分别设置为4 m、20°、6 m和2 m·s^(-1),通过控制变量法进行试验。随后在对照工况基础上分别设置牺牲桩群和杆前分流板,计算电杆基础的最大冲刷深度和水流冲击电杆的压力,并对比分析2种防护措施的防护效果。结果表明:随着水头、坡度和初始流速的增大及电杆距坡脚距离的减小,电杆基础的最大冲刷深度和水流冲击电杆的压力均随之增大。在水头、坡度、电杆距坡脚距离和初始流速分别取6 m、20°、6 m和3 m·s^(-1)的工况下,电杆基础的最大冲刷深度和水流冲击电杆的压力最大;设置牺牲桩和分流板均可降低水流冲击电杆的压力,其中设置牺牲桩降低冲击压力的幅度更大;设置牺牲桩可有效降低电杆基础的最大冲刷深度,相比之下,设置分流板只能降低电杆前侧基础的冲刷深度,但对电杆后侧基础的防护效果不明显。