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不同因素作用下的泥石流堰塞坝溃决过程试验研究
曹春然1, 陈华勇2
1.中国科学院大学;2.中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所
摘要:
[目的]对不同因素作用下的泥石流堰塞坝溃决过程进行试验研究,为泥石流堰塞坝的灾害防治和灾后重建等提供科学支撑。[方法]本文开展了不同来水流量、坝体形态、黏粒含量、坝高和初始含水量条件下的溃决试验。[结果]观察试验可将漫顶溃决过程分为四个阶段:坡面侵蚀过程(阶段I)、陡坎侵蚀过程(阶段II)、下切和侧向侵蚀过程(阶段III)和衰退过程(阶段IV)。[结论]通过对不同工况下泥石流堰塞坝溃决过进行分析,溃决流量与来水流量之间呈非线性正相关,溃决洪峰流量随来水流量的增加而增加,且增速也越来越快;溃决洪峰流量随着背水坡坡度增加而增加;溃决洪峰流量随着坝高的增加而迅速增加,坝体高度和洪峰流量之间整体呈线性正相关的关系;溃决流量随黏粒含量的增加而迅速减小,泥石流堰塞坝坝体黏粒含量与溃决洪峰流量之间整体呈现负相关;溃决洪峰流量随着土体初始含水量的增加而缓慢降低,但变化的范围不大。最后,分析了泥石流堰塞坝坝体破坏机理,并给出下游坡面泥沙起动临界条件的计算式。
关键词:  泥石流  堰塞坝  洪峰流量  溃决机理  起动临界条件
DOI:
分类号:P642.23
基金项目:(41520104002, 41771045);中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDY-SSW-DQC006);中科院山地所‘一三五’方向性项目(No.SDS-135-1701);中国铁路总公司科技研究开发计划课题(2017G008-F);中科院创新促进会(2017425)。第一作者曹春然(1995-),男(汉族),河南省信阳市人,硕士研究生,主要从事堰塞湖溃决方面的研究,Email: cchunran@126.com通讯作者陈华勇(1982-),男(汉族),四川省广汉市人,博士研究生,研究员,主要从事堰塞湖溃决机理及泥石流工程防治等方面的研究,Tel:028-85238460 ,Email: hychen@imde.ac.cn。 ,陈华勇1,2*,3,Robin NEUPANE1,2,李慧斌1,2,阮合春1,2
Cao Chunran,Chen Huayong
Institute of Mountain Hazards and Environment, CAS
Abstract:
Key words: