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题名泥石流冲击弧形拦挡坝动力响应研究
被引量:11
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作者
王东坡
张小梅
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机构
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期3851-3861,共11页
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基金
国家自然科学基金(No.41877266,No.41790433)
四川省杰出青年科技人才项目(No.2020JDJQ0044)
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(SKLGP2019Z013,SKLGP2019K011)。
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文摘
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α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。
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关键词
泥石流
弧形拦挡坝
冲击力
爬升高度
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Keywords
debris flow
arc-shaped dam
impact force
maximum run-up height
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分类号
TU42
[建筑科学—岩土工程]
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