修建攔砂壩是泥石流災(zāi)害防治中常采用的巖土工程措施之一,通過(guò)減少泥石流方量、穩(wěn)固溝床來(lái)降低泥石流危害。泥石流沿溝道運(yùn)動(dòng)至攔砂壩時(shí),會(huì)涉及壩體開(kāi)口處閉塞、壩前堆積、滿庫(kù)越壩等過(guò)程,攔砂壩過(guò)流模擬能定量分析攔排效果,可視化的輸出能直觀的了解到壩體運(yùn)行狀態(tài),更好的為工程作出科學(xué)設(shè)計(jì)。本文采取野外考察、理論分析、模型試驗(yàn)、工程應(yīng)用等研究方法,基于泥石流動(dòng)力學(xué)理論進(jìn)行典型壩體過(guò)流分析,構(gòu)建了穩(wěn)定性較好的差分格式求解基本運(yùn)動(dòng)方程;泥石流運(yùn)動(dòng)至壩體時(shí),針對(duì)壩體開(kāi)口閉塞問(wèn)題,推導(dǎo)了格柵壩閉塞的概率模型,并基于機(jī)器學(xué)習(xí)理論,提出了窗口壩閉塞度的非線性判別,建立不同壩型的壩前堆積模型,實(shí)現(xiàn)了泥石流攔砂壩過(guò)流的數(shù)值模擬,并開(kāi)發(fā)模擬平臺(tái)作為研究成果輸出口,運(yùn)用于工程設(shè)計(jì),通過(guò)數(shù)字化的計(jì)算機(jī)輔助來(lái)提高工程設(shè)計(jì)人員的效率。初步得到以下結(jié)論:1.求解泥石流運(yùn)動(dòng)模型算法的收斂性以流團(tuán)模型作為控制泥石流運(yùn)動(dòng)的基本方程,構(gòu)建有限差分格式求解運(yùn)動(dòng)模型,實(shí)現(xiàn)泥石流在溝道中的運(yùn)動(dòng)模擬,為保證構(gòu)建差分格式算法的收斂性,論證了其相容性和穩(wěn)定性,即差分格式的誤差傳播方程中,增長(zhǎng)因子對(duì)于任何任何網(wǎng)格比都滿足Von Neumann條件,保...

【文章頁(yè)數(shù)】：128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1典型泥石流透過(guò)型攔砂壩

泥石流攔砂壩過(guò)流模擬及其可視化研究2體對(duì)于后續(xù)泥石流無(wú)法排泄水體及細(xì)小顆粒，導(dǎo)致壩體提前達(dá)到設(shè)計(jì)年限，失去攔擋效果。因此，現(xiàn)有攔砂壩設(shè)計(jì)多趨向于透過(guò)型壩的轉(zhuǎn)變（李德基，1997b），一些調(diào)控泥石流效果較好的透過(guò)型壩，如格柵壩，切口壩等逐漸出現(xiàn)在工程治理的視野，如圖1.1所示。（a....

圖2.1泥石流微元體Fig2.1Debrisflowmicroelement

第2章泥石流運(yùn)動(dòng)模型及數(shù)值求解13第2章泥石流運(yùn)動(dòng)模型及數(shù)值求解2.1基本方程1.連續(xù)性方程關(guān)于連續(xù)性方程的推導(dǎo)，需要假定流動(dòng)的流體為連續(xù)的，然后取一微小單元進(jìn)行分析，如圖2.1所示。圖2.1泥石流微元體Fig2.1Debrisflowmicroelement在推導(dǎo)之前，先進(jìn)行兩....

圖2.2二維均質(zhì)流坐標(biāo)系

第2章泥石流運(yùn)動(dòng)模型及數(shù)值求解21考慮到泥石流顆粒中的2種類型，即較大的塊石和較小的顆粒，設(shè)塊石的粒徑為Hd，濃度為HC，細(xì)顆粒的粒徑為sd，濃度sC，則平均粒徑為：HHssHsCdCddCC（2.53）C泥沙濃度，則：HsCCC（2.54）則泥石流二維方程動(dòng)量方程為：2Dugh....

圖3.1泥石流顆粒形成拱形導(dǎo)致壩體閉塞

第3章泥石流攔砂壩過(guò)流31圖3.1泥石流顆粒形成拱形導(dǎo)致壩體閉塞Fig3.1Archformationofdebrisflowparticlesleadstodamocclusion圖3.2閉塞后簡(jiǎn)化計(jì)算模型Fig3.2Simplifiedcalculationmodelafte....

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