拋投物料搶險是汛期黃河岸坡坍塌搶險的主要方式之一,對保證黃河下游安全起到重要作用。為了弄清黃河防汛搶險中拋投的塊石在動水中的運(yùn)動情況,實(shí)現(xiàn)黃河下游河道集約化治理和高質(zhì)量發(fā)展,以黃河防汛搶險中的石塊為研究對象,采用力學(xué)分析和數(shù)學(xué)建模計算方法,探究了防汛石塊動水中落距的影響因素及影響規(guī)律。結(jié)果表明,汛期河道水流流速、出險部位水深和岸坡坡度是影響防汛石塊落距的3個主要因素;流速越大、水深越深、岸坡越陡,防汛石塊因水流作用而產(chǎn)生的落距就越大,穩(wěn)定性就越差;增大防汛石塊重量、選定合理的拋投點(diǎn)和實(shí)施合理的拋投程序,能夠減小防汛石塊的落距,提高石塊拋投的穩(wěn)定性�；诖�,提出了能夠確保黃河汛期岸坡坍塌險情搶護(hù)中石塊拋投穩(wěn)定性的有效應(yīng)對措施,對黃河防汛搶險具有重要的指導(dǎo)意義。 

【文章來源】：水電能源科學(xué). 2020,38(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

拋投石塊搶險法

防汛石塊在動水中產(chǎn)生的落距過大，超出了坍塌范圍，不能起到護(hù)腳固基的作用，這就是搶險中常遇到的石塊“走失”現(xiàn)象。石塊的運(yùn)動情況與其受力密不可分，將入水后石塊的受力模型簡化為平拋運(yùn)動（圖2）。圖2中，落距xd的大小取決于下落高度及水平和豎直兩個方向的受力。黃河汛期河道流速增大，導(dǎo)致石塊入水后受到的拖曳力變大；水位升高，造成水深增大，下落時間增長，從而導(dǎo)致石塊落距xd增大。落距越大，石塊的穩(wěn)定性就越差。3 防汛石塊落距xd計算公式及影響因素分析

從防汛石塊拋投入水至其到達(dá)坡腳有兩種途徑：(1)入水后不接觸坡面直接著床；(2)沿坡面滑滾至坡腳著床，后者在實(shí)際防汛搶險中占比較大，見圖3(a）。為此，本文建立防汛石塊在坡面上的受力分析模型，其斷面受力分析示意圖見圖3(b）。為了簡化問題，在對石塊進(jìn)行受力分析時僅考慮主要因素對它的影響，忽略次要因素，并假設(shè)石塊入水時的初始速度為零。建立如圖3所示的坐標(biāo)系xOy，石塊在動水中受到的主要作用力有重力G、浮力Ff、拖曳力FD、上舉力FL[8]、摩擦力fx、支持力N。將石塊所受到的各種力向斜面方向（Ox）和垂直斜面（Oy）進(jìn)行分解，可以得到石塊沿斜面斜向下的合力FR的計算公式和石塊沿z軸方向合力Fz的計算公式，分別為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]黃河下游治河工程空間分布的統(tǒng)計特征[J]. 張燕青,李振山,程舒鵬,薛安,趙志杰,張紅武.  人民黃河. 2018(07)
[2]斜坡上泥沙起動流速統(tǒng)一公式的建立[J]. 李林林,張根廣.  長江科學(xué)院院報. 2018(04)
[3]垂線平均流速流向計算方法探討[J]. 范東華.  水道港口. 2014(04)
[4]對數(shù)型流速分布公式的參數(shù)敏感性及取值[J]. 付輝,楊開林,王濤,郭新蕾.  水利學(xué)報. 2013(04)
[5]墩周繞流對拋石落距的影響[J]. 齊梅蘭,魏金,劉春光.  水利學(xué)報. 2013(02)
[6]論泥沙礫石的起動流速[J]. 毛寧.  長江科學(xué)院院報. 2011(01)
[7]光滑壁面明渠陡坡流速分布特性[J]. 萬俊,何建京,王澤.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2010(01)
[8]球體在動水中的移距公式及其應(yīng)用[J]. 詹義正.  泥沙研究. 1992(04)
[9]河道截流的拋石抗沖穩(wěn)定流速及穩(wěn)定移距[J]. 梁潤.  武漢水利電力學(xué)院學(xué)報. 1978(01)



本文編號：3314136