發(fā)布時間：2017-06-08 20:00

  本文關鍵詞：泥石流多級攔擋組合模式及參數(shù)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：泥石流是一種活躍于山區(qū)的自然災害,人類同泥石流災害的斗爭可以說是與生俱來,但隨著人類生產(chǎn)生活資源日趨匱乏,人類活動逐漸向山區(qū)延伸,向山區(qū)剝奪自然資源的行為也越來越頻繁,導致山體植被覆蓋率迅速降低,水土流失日趨嚴重,泥石流從自然孕育發(fā)展為后期人類不正確的行為直接后果。泥石流的研究治理已成為現(xiàn)今相關領域關注的熱門課題,總結(jié)可知泥石流研究的主要內(nèi)容包括:泥石流的產(chǎn)生機理、預測預報及防治區(qū)分;泥石流災害的危險性評估及合理設計;泥石流流體模型研究以及模型試驗分析;泥石流治理方案及措施;泥石流工程結(jié)構(gòu)設計等方向。泥石流結(jié)構(gòu)工程治理主要根據(jù)泥石流孕育區(qū)的地質(zhì)地理環(huán)境及已經(jīng)出現(xiàn)過泥石流災害后對現(xiàn)場泥石流泥漿顆粒粒徑,重度,淤積深度情況進行調(diào)研后,推算中泥石流流速及流量,從而根據(jù)現(xiàn)行的泥石流防治規(guī)范計算出泥石流的沖擊力,結(jié)構(gòu)設計通常按最不利條件進行設計,攔擋壩所承受的荷載主要分為:泥漿及塊石沖擊力動荷載和后期淤滿的靜載。本文從計算流體動力學角度出發(fā),采用CFX單向流固耦合數(shù)值分析方法,一方面考慮壩體所受泥石流沖擊力作用,另一方面壩體滿庫后所受泥漿靜壓力作用。主要研究內(nèi)容有:(1)利用流體動力學CFX軟件對流場進行單向流固耦合分析,通過對泥石流溝道坡度,寬度參數(shù)分析,得出坡度和寬度對泥石流流速和沖擊力有明顯的影響,因此流場分析時這兩個參數(shù)的影響應考慮在內(nèi)。(2)針對泥石流攔擋壩數(shù)量對泥石流攔截作用的影響,分別對壩體數(shù)量逐級遞增的各個情況進行數(shù)值分析,通過分析對比一座壩,兩座壩,三座壩,四座壩這四種工況的泥漿首次瞬時沖擊力及越過壩體后的沖擊力,泥漿沖擊前后流速的變化,壩體滿庫時所受靜壓力大小。(3)在泥石流多級攔擋模式的基礎上作出適當改進,考慮透水型壩體結(jié)構(gòu)主要是減速和過濾大粒徑顆粒,進而加入格柵壩,對這種多級攔擋組合模型在泥石流沖擊下泥漿的沖擊力,流速及壩體響應進行數(shù)值分析。(4)以宕昌大地溝泥石流防治工程為背景,基于現(xiàn)行的規(guī)范公式,將數(shù)值分析得到的流速及沖擊力與公式公式計算結(jié)果對比,從而證實了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性,說明該數(shù)值分析方法可行,為泥石流的防治工程方案確定以及防治結(jié)構(gòu)設計提供新方法。
【關鍵詞】：計算流體動力學 流固耦合 泥石流多級攔擋 泥石流沖擊力 流速
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P642.23
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題研究意義11-14
• 1.2 泥石流動力特性數(shù)值模擬國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 泥石流動力特性數(shù)值仿真國內(nèi)外現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 泥石流動力特性數(shù)值仿真國內(nèi)研究15-16
• 1.3 泥石流攔擋國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 泥石流攔擋國外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 泥石流攔擋國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 泥石流攔擋研究及運用中主要存在的問題18-19
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容及基本框架19-20
• 1.5.1 研究的主要內(nèi)容19-20
• 1.5.2 研究的基本框架20
• 1.6 本章小結(jié)20-21
• 第2章 泥石流數(shù)值模擬理論及方法21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 泥石流數(shù)值模擬21-25
• 2.2.1 流體模型及基本特性21-23
• 2.2.2 流體流動模型23-24
• 2.2.3 泥石流流體模型24
• 2.2.4 兩相泥石流流動模型24-25
• 2.3 流體動力學計算方法討論25-26
• 2.3.1 計算流體動力學25-26
• 2.4 流固耦合分析理論及動力學求解法26-28
• 2.4.1 流固耦合分析基本理論26-28
• 2.4.2 動力學求解方法28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第3章 泥石流攔擋模式參數(shù)分析30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 關于泥石流流場的建立與分析關鍵問題研究30-33
• 3.2.1 建立泥石流流場幾何模型的方法選擇30-31
• 3.2.2 泥石流流場網(wǎng)格劃分方法討論31
• 3.2.3 泥石流流場參數(shù)設定31-33
• 3.3 泥石流溝道坡度參數(shù)分析33-40
• 3.3.1 計算模型34-35
• 3.3.2 泥石流流場數(shù)值計算及分析35-37
• 3.3.3 攔擋壩結(jié)構(gòu)數(shù)值計算及分析37-40
• 3.4 泥石流溝道寬度參數(shù)分析40-43
• 3.4.1 計算模型40-41
• 3.4.2 泥石流流場數(shù)值計算及分析41-42
• 3.4.3 攔擋壩結(jié)構(gòu)數(shù)值計算及分析42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 泥石流多級攔擋及組合模式分析44-57
• 4.1 引言44
• 4.2 泥石流多級攔擋數(shù)量影響分析44-52
• 4.2.1 多級攔擋壩流場建模44-45
• 4.2.2 流場數(shù)值計算及分析45-48
• 4.2.3 流場數(shù)值計算結(jié)論48-49
• 4.2.4 多級攔擋壩結(jié)構(gòu)計算及分析49-52
• 4.2.5 多級攔擋壩結(jié)構(gòu)計算結(jié)論52
• 4.3 泥石流多級攔擋組合模式探討52-56
• 4.3.1 多級攔擋組合模式建模52-53
• 4.3.2 流場數(shù)值計算與分析53-54
• 4.3.3 流場數(shù)值計算結(jié)論54
• 4.3.4 多級攔擋組合模式結(jié)構(gòu)計算及分析54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第5章 大地溝泥石流工程治理與數(shù)值分析研究57-61
• 5.1 引言57
• 5.2 大地溝工程概況57-60
• 5.2.1 大地溝自然條件57
• 5.2.2 大地溝泥石流工程治理現(xiàn)狀57-58
• 5.2.3 大地溝泥石流工程治理現(xiàn)狀58-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論和展望61-63
• 結(jié)論61-62
• 展望62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：泥石流多級攔擋組合模式及參數(shù)分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：433547