拦挡作用对黄土坡面泥流动力过程影响机制

泥石流运动过程中拦挡坝的拦挡作用是泥流防治研究中的一项重要议题。本研究引入侵蚀速率概念,建立了含有拦挡坝的泥流连续介质模型,阐明了拦挡坝拦挡作用对泥流运动行为和动力过程的影响。结果表明,泥流撞击拦挡坝发生漫坝时,拦挡坝遭受了逐渐加速泥流巨大的影响。拦挡坝发挥出拦截和拦挡双重功效:一方面,使得泥流灾害体横向扩展增强,纵向延伸减弱,滑移距离减少,降低了泥流的致灾范围;另一方面,降低了泥流侵蚀夹带作用,减少了泥流灾害体质量,使得灾害体面积和体积分别下降2.48%和3.63%。同时,使泥流偏离流动方向,泥流运动的平均速度下降10.62%,缓解了泥流的冲击力,削减了灾害体16.17%的致灾能量,进一步降低了泥流的致灾强度和致灾规模。引入基底地形和侵蚀速率的数值模型为泥石流动力机制提供理论支持,也为泥流防治提供技术指导。

崩塌滑坡-堰塞湖-溃决洪水-泥石流灾害链演化特征分析及防治对策研究

某沟谷两岸坡面陡峻,沟谷狭窄,纵坡降较大,在地震、降雨等不利因素影响下,其左岸堆积体上方的崩滑堵沟隐患点可能出现失稳,并发展为崩塌滑坡-堰塞湖-溃决洪水-泥石流灾害链。针对此灾害链不同阶段的演化特征,采用相应的数值模拟模型和数值计算方法进行模拟分析和计算,评价其对沟口桥梁工程的影响,并采取相应的防治对策。经分析计算,崩塌滑坡隐患点距沟底高程落差约1 km,岩体体积约8×10^(6)m^(3),平均厚度约26 m,崩塌滑坡堵河可形成最大水深为14.4 m、面积约为7.19×10^(4)m^(2)、方量约为2.74×10^(5)m^(3)的堰塞湖;堰塞湖溃决形成洪水过程中,桥梁处最大水深为4.43 m(不含原始水位),最大流速为7.54 m/s,峰值流量为807 m^(3)/s;在溃决洪水强烈揭底冲刷和侵蚀的条件下,溃决洪水引发的泥石流在桥梁处的最大水深为7.1 m、最大流速为8 m/s、峰值流量为1685.5 m^(3)/s、最大冲刷深度为16.58 m。为减少该灾害链对桥梁工程的影响,采取河道疏通、岸坡防护和监测预警等防治措施。

基于量纲分析的泥石流堰塞坝高度特征研究

泥石流堵河堰塞坝高度直接决定了堰塞湖库容与溃决洪水流量,是影响上、下游受灾程度的关键因素。将影响泥石流堵河的主要参数组合成为4个无量纲因子(体积浓度因子、体积因子、黏粒含量因子、流速比),并通过室内水槽实验研究了无量纲因子作用下高容重泥石流完全堵河形式及堰塞坝高度特征,还构建了直角交汇情况下堰塞坝沟口高度和堵河高度的预测模型。结果表明:(1)根据主支流量比Q、流速比U的乘积可进一步将泥石流完全堵河模式划分为顶冲对岸式(Q×U≤0.045)和连续推进式(Q×U>0.045)两种形式。(2)对泥石流堰塞坝高度的分析表明,泥石流沟口高度与体积浓度因子、体积因子呈正比,与流速比呈反比;泥石流堵河高度与体积因子呈正比,与体积浓度因子、流速比呈反比,而在黏粒含量因子影响下,泥石流沟口高度和堵河高度均呈现先增后减趋势。(3)构建的模型预测精度良好,实际案例与模型对比相结合的方法验证结果显示,预测模型具有一定适用性。研究成果可为泥石流堵河的防灾减灾工作提供参考。

鸡鸣口引水枢纽坝型比选研究

根据鸡鸣口引水枢纽地形地质条件等基本资料,对自密实块石混凝土拱坝、混凝土重力坝和混凝土闸坝3种坝型方案进行技术经济比较,依据比较结果,推荐鸡鸣口引水枢纽采用自密实块石混凝土拱坝坝型。

Efficiency of Slit Dam Prevention against Non-Viscous Debris Flow

This paper describes an experimental work in order to assess the efficiency of slit dam on non-viscous debris flow. Some results have been acquired as follows： （1） there are three kinds of blocking type; Total-blocking, opening and part-blocking. The blocking conditions of slit dam are closely link to b/dmax （the ratio of slit width to maximum diameter of solid matter）, as b/dmax is less than 0. 739, the slit dam is total- blocking; and b/dmax is more than 1. 478, the slit dam will be opening; whereas b/dma ranges from 0. 739 to 1. 478, the slit dam is part-blocking. （2） Variation of the mean density passing through slit dam is the most obvious as b/dmax ranges from 0. 739 to 1. 232. （2） According to experimental results, slit dams have been shown to be effective in reducing debris flow density while slit density ∑ b/B （B is slit dam width） ranges from 0.2 to 0. 5.

大石峡特高混凝土面板砂砾石坝填筑控制指标研究

随着重型碾压机具不断发展,通过重型碾压机具和采用较高的施工控制指标来提高筑坝料的干密度和变形模量,是高混凝土面板堆石坝坝体变形控制一种主要手段。依托大石峡特高混凝土面板砂砾石坝,开展了砂砾石料现场最大、最小干密度试验,开展不同碾压机具作用下现场碾压试验,确定填筑控制指标和施工碾压参数。研究表明:天然砂砾石料在一定规模的重型碾压作用下可得到较高的相对密度和干密度;而块石料需采用大型的重型设备碾压、增加碾压遍数等措施,孔隙率才能达到设计填筑标准。现场大坝填筑施工质量检测表明,选用的重型碾压机具和碾压施工参数合理可控,可满足大坝填筑控制指标要求。

重力式拦砂坝在泥石流治理中的应用

泥石流是一种特定的(存在区域性)自然灾害,随时可能造成人民群众的生命及财产的安全,现在针对泥石流的治理越来越迫切,预防为主,能尽早治理的要尽早行动,本文将根据茶垭乡二村泥石流成因分析及设计经验,浅谈一下重力式拦砂坝在泥石流治理过程中的应用。

碾压混凝土重力坝坝体贯穿裂缝渗漏封堵技术

云南某水电站14#坝段各层廊道及坝后下游面因地质、结构、混凝土温控、库水冷击等因素而出现不同程度裂缝,裂缝渗漏量大,严重影响大坝安全稳定。本项目通过对上游侧各层廊道裂缝钻穿缝斜孔灌注LW/HW水溶性聚氨酯灌浆材料封堵渗漏,坝顶钻骑缝孔灌注LW水溶性聚氨酯灌浆材料封堵窜漏通道,解决了大坝裂缝渗漏问题,为后期裂缝补强加固奠定了基础。

拦挡坝-桩群复合结构的高速滑坡碎屑流拦挡效果

针对仅依靠单一形式的防护结构往往难以有效防治滑坡碎屑流灾害的问题,将拦挡坝和桩群两种防护方法相结合,并采用离散元模拟分析拦挡坝-桩群复合式结构的防护效果。考虑了不同形状的桩群结构,从滑坡碎屑流堆积形态、流速变化、桩群潜在失效可能性、拦挡坝冲击力降幅等方面评价复合结构的防护效果。结果表明:方桩桩群与拦挡坝组合形成的复合结构具备更优的拦挡效果,能更显著地削弱滑坡碎屑流的冲击破坏能力;方桩桩群具有更高的失效可能性。建议工程结构设计中采用较大的桩高以避免越流现象,同时采用垫层等措施保护桩群,避免发生冲击破坏。

泥石流堆积扇堵江溃决过程及堰塞坝堵江概率

结合2020年构林坪溃决型泥石流模拟试验,分析泥石流堵江过程及河流侵蚀能力,提出堵江堰塞坝堵江概率判别标准,为泥石流堰塞坝工程治理提供参考.重新定义颗粒的面积相关形状系数及体积相关形状系数,可应用于各类不规则形体.从颗粒粒度角度得出泥石流堆积“粗颗粒物质快速移动沉积-细颗粒物质慢速被侵蚀”的特征;从堰塞坝堵江过程角度得出“堆积扇逐层沉积-河流薄弱侵蚀”特征;从沉积侵蚀速率角度得到构林坪流域堵江阈值,且当泥石流颗粒粒度较细时,泥石流沉积速率对该阈值的影响将显著提高,粒度较粗时,以河流侵蚀速率为主要因素.

堰塞坝泄流冲刷试验研究

考虑到堰塞坝不同内坡坡度和不同坝体级配对溃坝过程的影响,设计了11组溃坝试验进行研究,根据对溃坝过程的摄影记录,观测到溃坝过程的四个阶段,其中阶段Ⅲ的坝体侵蚀最为剧烈,阶段Ⅰ内坡被侵蚀,阶段Ⅱ溃口顶部被侵蚀,阶段Ⅲ外坡被侵蚀,阶段Ⅳ坝体形态达到稳定,库区水位逐渐达到恒定值;运用WYG-Ⅱ型水位测量系统,得到整个溃坝过程水库的实时水位数据,试验结果表明:内坡坡度越大,溃坝洪峰流量越大;不均匀系数越大,溃坝洪峰流量由于绕流掀沙现象的存在反而增大,而后随着粗沙越多,细沙隐蔽作用突出,溃坝洪峰流量减小。

唐家山滑坡堵江机制及堰塞坝溃坝模式分析

在对唐家山滑坡及其堰塞坝现场进行详尽地质调查结果基础上,结合早期(地震前)资料开展研究,结果表明,该滑坡形成及堵江过程可概括为:顺层岸坡结构地震诱发→滑坡体前缘剪切、后缘拉裂→高速下滑、形成气浪、前缘刨蚀河床、对岸阻化隆起→后缘边坡坐落下滑→堰塞堵江。对堰塞坝体地质结构、不同水位条件下堰塞坝整体及上下游部位不同工况稳定性分析表明,堰塞坝以沟槽部位表层松散体水流逐级淘刷的"溢流破坏"方式为特点,整体溃坝可能性小。

汉源县大渡河“8.6”崩塌堵河灾害研究

2009-08-06四川省汉源县顺河乡猴子岩发生大型崩塌,90余万m3崩塌体直接冲进大渡河,形成40m高的堰塞坝,阻断大渡河,形成库容达6000×104m3堰塞湖,导致2人死亡,29人失踪和重大财产损失。以现场调查与观测为基础,分析灾害发育条件和成灾过程,认为高陡边坡次级断裂造成的岩体破裂是崩塌发育的基础条件,"5.12"汶川大地震、强降雨及道路工程建设造成的边坡失稳是灾害发生的重要原因。针对崩塌堵河灾害的成灾特点,提出加强山区重大工程区地质灾害评价、预防、预警,科学设计、施工减少陡坡开挖,采取果断措施处置施工过程中出现的险情、灾情,及时在灾害点设置警示标志减少灾害损失等减灾对策。

四川泸定昔格达组的堰塞湖成因及其意义

文章通过对泸定大渡河上松林-大板厂地段T6阶地基座古堰塞坝崩塌-块体流堆积的识别,以及与其上游邻近地段甘海子T6阶地基座昔格达组崩塌、块体流堆积至湖相沉积序列的对比和成因联系分析,阐明了泸定昔格达组的堰塞湖成因。该区在晚新生代时,由于古大渡河岸坡的不稳定性,发生大型崩塌-块体流,堵塞河道,形成古堰塞坝和古堰塞湖,并在湖盆中充填了以海子坪昔格达组上部为代表的湖相沉积和少量的低能河流相沉积;同时,指出在对昔格达组大区域对比和综合研究中,特别是在分析它的地质意义时,必须考虑这种复杂性和非等时性。古堰塞坝和古堰塞湖应对地质灾害监测和水利工程建设有很好的启示。

黏性泥石流拦挡工程数值模拟

运用计算流体动力学技术对泥石流中的Bingham黏性泥石流流体对拦挡坝的冲击进行了数值模拟,所用软件为通用CFD软件CFX,使用CAD软件AutoCAD和Unigraphics(简称UG)建立了泥石流沟谷三维地形及拦挡坝模型,计算出泥石流的速度场及泥石流流体对拦挡坝的冲击力的大小与分布。

新型泥石流拦挡坝的抗冲击性能

为解决泥石流拦挡坝在大块石冲击作用下容易破坏的问题,提出一种由前部钢架、中间弹簧、后部混凝土坝体组成的弹簧格构泥石流拦挡坝.应用有限元分析软件LS-DYNA对新型坝和普通重力式拦挡坝进行对比分析,得到坝体的应力分布情况及冲击力、位移的时程曲线.结果表明,新型坝较普通坝有优越的抗冲击性能,新型坝后坝的应力分布比普通坝更均匀且应力水平明显降低,弹簧格构坝的冲击力、位移较普通坝有显著降低.

无铰拱形泥石流拦挡坝研究

在泥石流防治工程中,拦挡坝是应用得比较广泛的一种措施。利用土木建筑中的拱结构形式,结合锚杆技术,引入了无铰拱形拦挡坝的概念。在狭窄河谷中,采用无铰拱形坝既可以改善坝体的工作环境,提高其承载能力,又可以减少材料用量,从而降低造价。针对无铰拱形坝的受力特性,进行了分析,提出了加强坝体、实现无铰的构造措施。

六流方坯中间包内流场的数值模拟及优化

以唐钢150mm×150mm铸坯6流T型中间包为研究对象,用商业软件ANSYS对中间包内钢液流场进行了三维数值模拟与优化,研究了中间包内钢液的流动特征和设置导流挡墙后中间包内钢液的流动方式。结果表明,设置合理的挡墙和导流孔可以有效改善中间包冶金效果;3个导流孔直径(mm)分别为93、72、36,位置(mm)为(220,140)、(350,280)、(700,300),倾斜角度为(21°,15°)、(8°,23°)、(10°,28°)时中间包流场最为合理。

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，流域内有滑塌体５２处，面积达２４．３ｋｍ￣２，松散固体物质达１３４１３万ｍ￣３，泥石流形成条件极为优越。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生物措施与工程措施相结合，以工程措施为主，拦挡与排导相结合，以拦为主的综合治理方案。

大坝爆破地震的动力响应计算

根据现场试验获得的爆破地震速度反应谱曲线 ,选用ANSYS程序对大坝进行了动力计算 ,为大坝安全评价提供可靠依据 ;