近场高烈度区新型地锚扶壁式泥石流格栅坝地震响应分析

通过对白龙江流域既有的泥石流防治工程措施进行现场调研,分析了工程防治理念和防治措施上的问题,提出了新型地锚扶壁式泥石流格栅坝.通过将格栅和扶壁墙离散化为质点串,而拉索以弹簧支座的形式代替,取一榀格栅柱为计算单元,建立相应的动力方程.最后将速度脉冲模型与随机地震地面运动模型联合起来生成近场脉冲型地震动,并以此作为激励,对近场脉冲型地震动作用下新型泥石流格栅坝的地震响应进行了分析.     

透水拱坝在泥石流防治工程中的研究和应用

泥石流是一种广泛分布的地质灾害,透水拦挡坝能够拦渣排流,通过对泥石流特点的分析及坝身所受泥石流荷载的受力分析,设计透水拱坝为单曲圆形拱坝,坝体主要结构由竖向的支墩以及水平拱圈梁组成,结构简单,圬工量小,施工方便。研究表明,透水拱坝适合建在"V"或"U"型峡谷地区,对坝肩岩体强度要求较高。相对于平面格栅坝其坝身内力小,有利于发挥坝体材料抗压强度高、抗拉强度低的特点。更多还原     

第八届中国土工合成材料会议论文：土工格栅加筋高土石坝的动力弹塑性分析

本文在高土石坝动力反应特性的基础上,建立了土工格栅加筋高土石坝的弹塑性分析模型,并利用该模型对土工格栅加筋高土石坝的受力情况、变形和破坏机理进行研究,分析了土工格栅的连接方式、长度、刚度以及铺设间距等参数对高土石坝变形的影响。计算结果表明,选择模量高,延伸率适宜的土工格栅对减少坝顶的位移和提高坝体的稳定性具有明显效果;土工格栅所受内力从下往上逐渐减小,最大内力出现在底层;格栅长度超过潜在滑裂面一定长度后,再增加格栅长度对永久位移的影响已不是很明显。     

土工格栅加筋高土石坝的动力弹塑性分析

在高土石坝动力反应特性的基础上,建立了土工格栅加筋高土石坝的弹塑性分析模型,并利用该模型对土工格栅加筋高土石坝的受力情况、变形和破坏机理进行研究,分析了土工格栅的连接方式、长度、刚度以及铺设间距等参数对高土石坝变形的影响。计算结果表明：选择模量高、延伸率适宜的土工格栅对减少坝顶的位移和提高坝体的稳定性具有明显效果;土工格栅所受内力从下往上逐渐减小,最大内力出现在底层;当格栅长度超过潜在滑裂面一定长度后,再增加格栅长度对永久位移的影响已不明显。研究结果可以为实际工程设计提供参考。     

串场河伍佑北防洪闸空间有限元静力分析

串场河伍佑北防洪闸工程是盐城市市区城市防洪重点工程之一,其在初步设计时拟采用铜坝闸结构型式.钢坝闸的底横轴为主要受力构件,底横轴位移较大时容易卡阻门槽,使闸门不能正常启闭.为了给工程设计提供依据,基于闸室结构内力分析的有限元方法对此防洪闸结构进行计算.通过计算分析闸室结构的三维模型的内力分布及位移情况并验证重要部位的安...     

带初始材性缺陷梁加固后力学模型研究

既有混凝土结构难免存在带有初始材性缺陷的 ＲＣ构件,其加固可行性及力学行为与正常混凝土构件不同,当前缺乏针对性研究成果。为此,采用玄武岩纤维（ＢＦＲＰ）布加固了 2根混凝土材性不符合设计要求的 ＲＣ梁,另有 1根未加固梁作为对比梁,共计测试了 3根梁。通过试验加载观察缺陷梁在加固前后的受力特征、破坏模式和极限抗弯承载力,分析相应的力学模型,最后根据极限状态下的破坏模式,采用“系杆 －拱”模型推导出缺陷梁加固后极限承载力计算公式。结果表明:随着外荷载和破坏程度的增加,加固梁由正截面抗弯模型进化到“梳状拱”受力模型,再变为极限状态下的“系杆 －拱”模型;梁底 ＢＦＲＰ布加固结合梁端 Ｕ型锚固措施可以有效提高缺陷梁的抗弯刚度、屈服荷载和极限承载力;提出的承载力计算公式计算值和试验值吻合良好且适中保守。     

汇流部泥石流的特性和淤积过程的研究

本文通过理论分析和实验研究，探讨了支沟泥石流到达主流江流部后的特性，建立了汇流部泥石流龙头的运动轨迹方程式。根据泥石流在汇流部的淤积状况，将其特性大致分为如下3种类型：1）TYPE1.泥石流的泥沙全部停积在汇流部；2）TYPE2.支沟泥石流进入汇流部后，部分泥沙淤积在汇流,部而继续流向下游；3）TYPE3.支沟泥石流的汇流部不发生淤积而汇流部流向下游。在探讨泥石流堆积扇的最终堆积坡度和汇流部泥石流浓度计算方法的基础上，给出了上述分类的条件及支沟泥石流堆积扇堵塞主流河道形成天然坝的条件；并提出了计算TYPE1的泥石流堆积扇形状的数学模型。     

基于有限元的闸门变形计算分析研究

平板闸门是一种典型的空间薄壁结构体系,由一系列板、壳、梁、杆等构件组合而成。有限元计算模型的选择考虑到各构件的几何性质、变形特征和受力方式以及相互作用关系等,以正确反映出闸门的整体作用以及各构件的实际工作状态。本文分析有限元方法计算闸门变形基本原理,并以实例进行计算,得到较为合理的计算结构,验证有限元计算闸门变形的可行性。     

白龙江中游泥石流拦砂坝防治效果分析

为研究白龙江中游地区泥石流拦砂坝的防治效果,通过野外调查和实验分析,对该地区泥石流拦砂坝的运行现状以及拦砂坝对泥石流的调控效果进行了分析。结果表明:①该地区部分泥石流沟泥石流防治情况严峻,多条泥石流沟存在拦蓄库容不足、拦砂坝坝体破坏严重等问题;②通过对该地区拦砂坝上游泥石流回淤坡度的调查,拦砂坝有较好的回淤缓坡功能,并建立起该地区泥石流回淤坡度的经验公式,即I=(0.4~0.85)I₀;③通过对泥石流堆积物的颗粒组成进行实验分析,建立泥石流堆积物的平均粒径比、计算重度比来表征拦砂坝对泥石流的调控效果,拦砂坝对泥石流有较好的分选效果,但其拦排临界粒径尚难以准确确定,且其对泥石流堆积物的重度调节作用并不显著。最后,结合该地区拦砂坝出现的一些工程问题,提出了一些防治建议。研究成果可为该地区泥石流治理工程的修建提供一定的参考。     

黏性泥石流浆体对拦砂坝冲击规律研究

泥石流冲击力是拦砂坝发生冲击破坏的主要原因,研究泥石流对拦砂坝的冲击力,可为防止拦砂坝发生冲击破坏及拦砂坝结构优化设计提供数据和技术支撑。影响泥石流冲击力的因素众多且各因素影响程度不同,选取泥石流浆体容重、排导槽坡度、排导槽进口泥深3个主要因素进行了敏感性分析;分别对3个因素设立3个水平,运用正交试验设计原理,确立9组试验方案,分别进行数值模拟,以关键点泥石流最大冲击力为评价指标,基于试验结果,运用极差分析和方差分析对以上因素进行了分析;对泥石流浆体及块石冲击作用下拦砂坝的动力响应进行了相关数值模拟。结果表明:排导槽坡度为影响冲击力大小最显著的因素,其次为排导槽进口泥深、泥石流容重;泥石流浆体会对整个坝体产生冲击作用,而块石仅对坝体局部产生影响。     

泥石流浆体屈服应力的计算方法

大量试验资料表明，泥石流浆体具有屈服应力，很多研究成果表明，浆体屈服应力由两部分组成，即网格结构的联结力和沙粒间的摩擦力，本文以颗粒电化学理论为基础，从理论上导出这两部分的表达式，得到浆体屈服应力公式，并用试验资料进行了验证。     

基于固液两相流模型的泥石流流速垂向分布研究

泥石流流速的垂向分布是泥石流运动理论中的核心问题之一。以固液两相流模型为基础,分析了泥石流中两相速度相等与不等条件下的本构关系和泥石流流速垂向分布的计算方法;在二维恒定均匀流的条件下,考虑两相之间的相互作用,推导层流和紊流流态下泥石流中液相和固相速度的垂向分布公式,并采用不饱和水石流的试验数据进行了验证。结果表明:泥石流两相之间的速度差异是描述两相之间相互作用的根本所在;泥石流固相浓度与本构关系中的模化参数均有关联,是流速垂向分布计算中的重要参量;基于两相流模型的泥石流流速垂向分布公式比现有公式更具普遍意义,且其计算结果能与试验数据较好吻合。     

杨房沟水电站上铺子沟泥石流治理工程设计

上铺子沟位于杨房沟水电站坝址下游约2.6 km,为沟谷降雨型低频大型黏性泥石流沟。沟水及泥石流发育规模均较大,沟内布置有弃渣场,总量达1 150万m3,该沟的泥石流防治对电站的建设运行有重要影响。根据该工程地形地质及泥石流特点,确定"以排为主,拦粗排细"的设计理念,采用沟水截排处理和泥石流防护相结合的防护方案,布设格栅拦挡坝、挡水坝以及排导槽等设施,简化了施工难度,确保了上铺子沟弃渣场在施工期及运行期的安全。     

白龙江甘家沟泥石流过坝堆积物力学性能分析

白龙江流域是我国泥石流危害最严重的地区之一,泥石流沟分布密度和泥石流发生频率居全国首位,尽管多次治理,但仍然造成了大量的人员伤亡和财产损失。以甘家沟为研究对象,通过野外实地调查,在分析防治工程现状的基础上,通过颗分试验、流变试验和直剪试验,对比分析了坝上游和坝下游泥石流堆积物的颗粒级配变化情况、浆体流变特性与抗剪强度等性能指标。结果显示:实体拦砂坝存在调节泥石流颗粒粒径作用,但调节效果不显著;拦砂坝的拦挡作用会改变泥石流的力学性能;粒径调节作用较显著的坝体,其坝下游堆积物浆体的剪切应力小于坝上游堆积物浆体的剪切应力,坝下游堆积物抗剪强度略大于坝上游堆积物抗剪强度;泥石流颗粒级配的差异是影响其流变特性与抗剪强度的重要原因。该研究结果对今后泥石流工程坝型选择与参数设计具有一定的参考意义。     

基于动量守恒的粘性泥石流冲击力计算

目前针对泥石流冲击压力的计算公式均假定泥石流体为连续流体。粘性泥石流的主要流动形式为阵流,其流速和密度的变化规律,目前尚未清楚,采用现有公式误差较大。本文基于动量守恒原理,引入泥石流体微元概念,推导出泥石流冲击力计算公式;采用Hilbert变换这种数字滤波方法对实测的冲击作用信息进行信号处理后,计算出公式所需参量。     

水流挟沙力狭窄河谷中泥石流重力坝空间效应分析

根据泥石流重力坝的使用要求与受力特征, 用有限元法对建于狭窄河谷泥石流重力坝的空间效应作了较为详细的分析,旨在保障安全使用的前提下优化设计,节约投资。结果表明,它与位于宽阔河段的重力坝相比,考虑空间效应后,坝体应力和位移明显改善,稳定性也有所提高。     

泥石流沟危险度定量评价研究——以白龙江陇南两河口镇至桔柑乡段为例

泥石流的危险度是认识、防控泥石流的重要因素,针对反映泥石流危险度的特征函数进行分析,运用量纲分析方法,建立了基于泥石流势能的单沟危险度计算模型。同时考虑到防治工程的减危效果,增加了拦砂坝和排导槽对泥石流的拦挡排疏功能来修正模型,并以白龙江陇南两河口镇至桔柑乡段138条泥石流沟为例来验证模型的有效性,得到了研究区域单沟泥石流危险度值。结果表明:修正模型能计算增加防治工程后单沟泥石流的危险度,具有较好的实用性;沿白龙江流域的泥石流沟中,极高危险区占研究区范围的17.39%,高度危险区占研究区范围的21.74%,且危险区大多集中于白龙江北岸,计算值与野外实际情况基本吻合;然而由于防治工程减危值受历史条件的影响,对于极高危险区的泥石流沟,应及时做好防范。     

竖向预应力锚索抗滑桩力学计算方法研究

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩是治理水毁滑坡的新结构。针对其结构的力学计算方法问题,建立计算模型和数值模型,探讨梯形抗滑桩的结构计算方法及内力和变形特征,并分析竖向预应力抗滑桩主要力学参数的影响规律。通过偏心距计算和绕曲线近似微分计算方法,推导出承载力设计验算及桩体结构受力和变形的计算公式。结果表明:外荷载以抛物线计算模型更符合工程实际情况。当参数条件一定时,承载力大小与外荷载的集中力和滑动面距离成反比,位移和转角大小与配筋强度成正比;桩身布置的竖向预应力增强了桩身结构抗弯性能并抑制了抗滑桩变形;量化对比分析了公式和模型计算变形效果,竖向预应力锚索结构分别优于竖向预应力锚索与钢筋共同结构的16.2%和14.2%,并分析得出了计算公式比模型变形算法值略大,其两种设计结构的算法偏差率分别为5.7%和7.5%。研究成果为同类工程提供理论参考。     

低频泥石流对西南山区交通干线的危害与防治——以汶马高速理县段为例

以汶马高速为例,分析低频泥石流对工程的危害及防治技术,提出了西南山区重大交通干线低频泥石流的防治模式。根据遥感解译和野外调查,获取研究区降雨、物源、地形数据,同时计算获取泥石流基本参数。研究表明:低频泥石流存在对汶马高速横穿堆积区路线的冲刷、堵塞危害;对桥梁跨沟路线的掏蚀、撞击危害;对出山口下穿隧道路线的侵蚀下切危害。其防治模式为:(1)横穿堆积区方案,修筑满足尺寸的排导槽、格栅坝、涵洞;(2)桥梁跨沟方案,橡胶柱面防护及桥墩前部修筑导流堤;(3)出山口下穿隧道方案,工程上部修筑泥石流谷坊群工程,下游修筑排导槽。汶马高速低频泥石流的防治模式对西南山区重大交通干线的建设运营具有一定的指导意义。