本文關(guān)鍵詞：沖擊荷載作用下泥石流攔擋壩變形破壞機(jī)制

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【摘要】：泥石流是一種常見(jiàn)的山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊力。而攔擋壩是泥石流災(zāi)害綜合防治系統(tǒng)中重要的工程措施之一,泥石流攔擋壩時(shí)有在泥石流沖擊荷載作用下發(fā)生損毀破壞現(xiàn)象,而一旦發(fā)生潰壩,壩體所攔擋的固體物質(zhì)便會(huì)參與泥石流運(yùn)動(dòng),增大其沖擊力,增強(qiáng)其破壞性。為此,盡可能減小泥石流攔擋壩在沖擊荷載作用下的損毀破壞,最大限度保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全,探討沖擊荷載作用下泥石流攔擋壩變形破壞機(jī)制有著重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)對(duì)攔擋壩結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)和泥石流沖擊力的分析計(jì)算,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)攔擋壩損毀情況調(diào)查結(jié)果,利用數(shù)值仿真模擬軟件LS-DYNA和ANSYS,探討沖擊荷載作用下泥石流攔擋壩致?lián)p機(jī)制,主要研究成果如下:(1)在闡述泥石流形成條件和運(yùn)動(dòng)特征的基礎(chǔ)之上,分析了泥石流沖擊荷載的作用特點(diǎn),并依據(jù)修正的Hertz接觸理論,嘗試性推導(dǎo)了壩體在塊石沖擊作用下發(fā)生彈塑性變形時(shí)其最大變形量δ_(ymax)的量化公式:(2)考慮沖擊荷載作用下攔擋壩的三類(lèi)損毀情況(壩體損毀、壩基損毀和壩肩損毀),以此分析其致?lián)p特征。在此基礎(chǔ)上,嘗試性提出沖擊荷載作用下壩基和壩肩的破壞演進(jìn)模式。其中,壩基破壞后,壩體發(fā)生傾倒的演進(jìn)模式為:壩基遭受沖刷—壩基裸露—壩基懸空—壩體傾倒破壞。壩肩損毀的破壞演進(jìn)模式為:壩肩周?chē)鷰r土體遭受浸泡、沖刷—壩肩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性衰減—壩肩受沖擊—壩肩損毀。(3)以LS-DYNA為工具,模擬了攔擋壩在塊石撞擊作用下的壩體結(jié)構(gòu)響應(yīng),以其模擬結(jié)果分析了塊石撞擊作用特點(diǎn),反演了塊石撞擊作用下壩體的變形破壞過(guò)程,分析了壩體的致?lián)p破壞機(jī)制;以ANSYS為工具,模擬了三種不同迎水面坡比的壩體模型在泥石流漿體沖擊作用下的壩體結(jié)構(gòu)響應(yīng),發(fā)現(xiàn)壩體迎水面坡比越大的壩體模型在同一沖擊荷載作用下,其產(chǎn)生的位移和應(yīng)力也越大,對(duì)壩體的安全威脅也更大。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P642.23

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本文編號(hào)：1290466