碎屑流高风险区桩群防护结构优化布局研究

桩群是一种可有效耗散碎屑流运动能量,抑制碎屑流运动距离及速度的山地灾害防护结构。在碎屑流沟口与受灾体之间构建一组桩群减速带,可达到保护受灾体的目的。以物理模型试验为基础,开展弧型桩群、方型桩群和圆型桩群的沟槽型碎屑流冲击动力响应研究。讨论了3种不同类型的桩群对沟槽型碎屑流运动形态的影响,进一步开展弧型桩群的结构优化研究。结果表明:采用桩群结构可有效减小沟槽型碎屑流堆积距离并抑制其运动速度;3种不同形状桩群之间,弧型桩与方型桩的拦挡效果明显优于圆型桩;弧型桩由于凹槽式外型,对沟槽型碎屑流堆积面积、淤埋深度的抑制效果稍优于方型桩;在相同高度、直径等几何参数下,弧型桩体积比圆型桩小22.6%,比方型桩小39.2%,因此弧型桩的制作成本也相对较低;弧型桩排数从1排增加到3排,桩群拦挡率分别提升7.2%、4.5%;适量增加槽口与桩之间距离L_d可以有效提高弧型桩群防护结构的能量耗散效率。该研究可为桩群在沟槽型碎屑流防治工程中的应用提供理论及技术支持。