發(fā)布時(shí)間：2017-06-08 11:06

  本文關(guān)鍵詞：都汶高速公路徹底關(guān)溝泥石流梯級(jí)攔砂壩的消能效應(yīng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汶川大地震對(duì)當(dāng)?shù)氐匦蔚孛布暗刭|(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了巨大破壞,直接觸發(fā)及間接誘發(fā)了大量崩塌滑坡,為震后泥石流的暴發(fā)提供了豐富的固體物源。地震過程中,崩塌、滑坡堆積體直接于流域溝道內(nèi)堆積,部分或完全溝道堵塞。雨季到來時(shí),洪水沖蝕裹挾溝道表層松散堆積物,不斷對(duì)溝底進(jìn)行鏟蝕,對(duì)兩側(cè)溝岸沖蝕掏空。崩塌、滑坡形成的堆積體,多呈松散雜亂堆積,邊界極不規(guī)則,毫無穩(wěn)定性可言,經(jīng)溝道洪水對(duì)堆積坡腳沖蝕掏空,產(chǎn)生滑動(dòng)、垮塌參與到泥石流形成中則成為了必然結(jié)果,成為溝道泥石流形成的重要組成因素。為了將泥石流固體物源留在山谷中,阻止或減少泥石流溝口沖出量,從而保護(hù)下游人民的生產(chǎn)生活安全,其工程措施是常常選擇在溝道合適地段設(shè)立不同類型攔擋壩、攔砂壩、隔柵壩等壩體,以達(dá)到控制泥石流沖出量的目的。攔擋壩除了對(duì)泥石流固體物源起到停淤作用外,由于較高壩體產(chǎn)生的巨大臨空面,對(duì)泥石流體產(chǎn)生很強(qiáng)的消能作用,隨著沿程動(dòng)能耗散,尤其是泥石流過壩時(shí)產(chǎn)生動(dòng)能大量耗散,大粒徑塊石即出現(xiàn)沿程逐級(jí)停淤,而細(xì)粒物質(zhì)隨流體前進(jìn)。沿程流體勢(shì)能得不到足夠補(bǔ)充,動(dòng)能嚴(yán)重耗散,流體固體物源沿程停淤分選,保證了沖出溝口部分流速較緩、動(dòng)能較小,顆粒粒徑較小,對(duì)下游沖擊力有限。而經(jīng)大量調(diào)查證明,泥石流造成的重大破壞多為較高的流速及裹挾的巨型碎塊石構(gòu)成,當(dāng)此兩項(xiàng)重要破壞因素都不復(fù)存在時(shí),攔擋工程即取得了較好的防災(zāi)效益。泥石流能量耗散機(jī)理是泥石流運(yùn)動(dòng)學(xué)的科學(xué)問題之一,本文基于流體力學(xué),對(duì)修建有4座攔砂壩的徹底關(guān)溝泥石流系統(tǒng)建壩前后泥石流結(jié)構(gòu)成分、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)通過建立大量物理模型和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行理論推導(dǎo)分析,將整個(gè)流域內(nèi)泥石流系統(tǒng)分為幾部分分別進(jìn)行細(xì)致理論探討,提出不同庫(kù)容形狀時(shí)的體積計(jì)算方法,分析計(jì)算流體中塊石運(yùn)動(dòng)狀態(tài),泥石流體過壩消能機(jī)理等。最后又對(duì)梯級(jí)攔砂壩對(duì)整個(gè)溝域的影響進(jìn)行整體評(píng)價(jià),對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)泥石流動(dòng)力學(xué)特性有一定科學(xué)價(jià)值,并且,為今后泥石流攔擋壩的防治效益評(píng)估提供部分參考。
【關(guān)鍵詞】：梯級(jí)攔砂壩 水躍 庫(kù)容 能量耗散率 逐級(jí)停淤
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U418.56;P642.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 前言8-16
• 1.1 選題背景和研究意義8-11
• 1.1.1 選題背景8-11
• 1.1.2 研究目的及意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 泥石流攔砂壩防治工程研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 梯級(jí)攔砂壩對(duì)泥石流消能研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本論文的研究思路、研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線13-16
• 1.3.1 研究思路13-14
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 泥石流梯級(jí)攔砂壩庫(kù)容淤積特征與分析16-48
• 2.1 泥石流形成因素及運(yùn)動(dòng)特征影響因素16-21
• 2.1.1 地形因素16-18
• 2.1.2 物源因素18-20
• 2.1.3 水源因素20-21
• 2.2 壩后堆積物結(jié)構(gòu)成分特征研究21-35
• 2.2.1 壩后堆積物空間分布特征21-26
• 2.2.2 壩后溝床回淤縱比降變化26-28
• 2.2.3 堆積物顆粒級(jí)配變化28-35
• 2.3 停淤區(qū)堆積體對(duì)溝域的重塑作用35-48
• 2.3.1 對(duì)兩岸松散坡體護(hù)坡作用35-37
• 2.3.2 庫(kù)區(qū)堆積物回淤對(duì)沿程溝床保護(hù)作用37-40
• 2.3.3 壩后回淤區(qū)泥石流運(yùn)動(dòng)能的損失及固體物質(zhì)停淤分析40-48
• 第3章 梯級(jí)攔砂壩對(duì)泥石流消能作用48-78
• 3.1 單壩對(duì)泥石流消能分析48-71
• 3.1.1 物理模型的構(gòu)建48-52
• 3.1.2 流體過壩消能過程分析52-56
• 3.1.3 基于斷面單位能量對(duì)泥石流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的評(píng)估56-60
• 3.1.4 壩后回淤區(qū)間流體中石塊運(yùn)動(dòng)特征分析60-64
• 3.1.5 壩體消能過程中石塊對(duì)溢流口及壩基的損耗64-71
• 3.2 梯級(jí)攔砂壩消能作用分析71-78
• 3.2.1 四級(jí)連續(xù)攔砂壩模型的構(gòu)建71-73
• 3.2.2 梯級(jí)攔砂壩消能機(jī)理及對(duì)應(yīng)泥石流特性變化分析73-76
• 3.2.3 梯級(jí)攔砂壩消能效果分析76-78
• 第4章 徹底關(guān)溝泥石流防治工程效益分析78-84
• 4.1 物源沖出量防治效果78-80
• 4.2 溝口泥石流沖出流速及沖擊力分析80-84
• 第5章 結(jié)論與展望84-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 攻讀學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果90

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