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成都山地所在透過性攔沙壩調控泥石流研究中取得重要進展

文章來源:成都山地所 發表時間:2019-03-18

  透過性攔沙壩作為泥石流防治工程中廣泛使用的工程措施,具有結構簡單、施工方便、透水性好、攔排兼備等優點。梳子壩作為一種常見的透過性攔沙壩,它是由數量不等的鋼樁或鋼筋混凝土樁等材料組成。梳子壩的開口寬度直接決定了對泥石流的防治效果和使用壽命。目前關于梳子壩開口寬度的設計,主要是結合工程經驗,考慮對泥石流的攔截效率為主。為了達到較高的攔截效率,梳子壩的開口寬度設計往往會偏小,較小的開口寬度導致梳子壩庫容在一次泥石流后被淤滿而失去調節功能,大大降低了梳子壩的使用壽命。在梳子壩設計時如何合理地選擇開口寬度,使其在能夠減小泥石流速度的同時,又能避免因被快速淤滿而失去調節功能,這是當前梳子壩設計亟需解決的科學問題。日前,中科院成都山地所周公旦研究員團隊以梳子壩為研究對象,開展了系統性實驗研究,并取得重要進展。 

  該研究團隊開展了含水率介于18%~38%之間的泥石流和相對開口寬度(b/dmax, b:梳子壩的開口寬度,dmax:泥石流中最大的固體顆粒粒徑)介于1.4~3.6的梳子壩相互作用的系列水槽模型實驗,初步揭示了不同開口寬度的梳子壩對不同流態泥石流的調控規律。 

  研究結果表明,泥石流流態和內部應力狀態深受泥石流含水率的影響,進而呈現梳子壩對泥石流的不同調控效果。研究成果首次將梳子壩對泥石流的調控效果(物質攔截率、速度減小率)和梳子壩的結構形式(開口寬度)、泥石流的來流性質(含水率)有機耦合起來,這對科學合理的工程設計具有明確的指導意義。 

  該研究成果發表在國際學術期刊Landslides上。 

  原文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10346-018-1065-2

  

  不同開口寬度的梳子壩對不同含水率的泥石流的速度減小率和固體物質攔截效率之間的關系

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