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拦砂坝是泥石流防治体系中的骨干工程,发挥着拦砂节流、稳坡固床等重要作用。“5·12”汶川地震后,震区泥石流灾害频发,拦挡坝下消能防冲工程被冲蚀破坏屡见不鲜,严重危及主坝安全,坝下强烈冲蚀是普遍而又严重的问题。通过对北川青林沟泥石流1#拦砂坝（主坝）下护坦、副坝等消能防冲工程多次损毁特征、破坏原因分析,探索和实施了多层护坦、梯级肋槛、组合桩基深垂裙等多种坝下防冲消能工程措施。实践证明：对于高频率、深冲刷、大流量、高流速、多石块的泥石流,采用软基梯级肋槛-桩基垂裙复合型坝下消能防冲工程结构能有效保护主坝基的安全,可在类似泥石流拦砂坝下防护中应用。 相似文献
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泥石流拦砂坝底的扬压力会抵消坝体的部分有效荷重,影响其抗倾覆稳定性。为了研究拦砂坝底扬压力的分布规律及其影响因素,设计制作了拦砂坝模型和扬压力采集系统,开展了不同沟床坡度和不同坝前堆积条件下的扬压力模拟试验。试验结果表明,扬压力自坝踵至坝趾不断减小,且与渗流距离呈线性关系,当坝前有堆积物时相关系数绝对值达到0.98以上;沟床坡度明显影响坝底扬压力的分布。随着沟床坡度的增加,扬压力不断减小,且对坝踵处扬压力的影响较坝趾处更大;坝底和坝前堆积物的渗透性对扬压力的影响也很显著,它们的渗透性越差,扬压力就越小;坝前堆积物的渗透性还显著影响扬压力的分布规律,渗透性越差,其分布规律性就越强。研究成果为深入研究泥石流拦砂坝底扬压力的作用过程和作用机制奠定了基础。 相似文献
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随着人们对泥石流拦砂坝的研究与应用,拦挡结构从竖向拦挡逐渐向水平筛分发展。为了对泥石流进行有效筛分和减小泥石流冲击力,提出新型屋脊式拦砂坝,并通过试验研究其对泥石流的拦挡筛分效果。本文通过试验,模拟不同泥石流来量、坝体格栅间距和坝体长度情况下,新型结构对泥石流的拦挡筛分效果（速度变化率、储流比、浆砂分离率）。试验结果表明:增加拦砂坝长度和减小格栅间距都会提高泥石流流速变化率;随着泥石流来量和坝体格栅间距增大,储流比反而减小,储流比最高能达到87.13%;新型结构对泥石流的拦粗排细效果较好,浆砂分离率随格栅间距增加呈现出先升高后降低的趋势,最高可达82.45%;通过二次式拟合得到格栅间距为d85时浆砂分离率最高,推荐将d85作为格栅间距。 相似文献
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在波流环境中,反斜桩周围的涡流结构及波浪传播特性与垂直桩存在较大差异,进而影响到桩基局部冲刷进程。为了解波流共同作用下反斜桩局部冲刷特性,在波流水槽中针对不同倾角的反斜桩开展了局部冲刷试验,初步探究了局部冲深历时特性、影响因素及床面形态特征。研究结果表明：在清水冲刷条件下,反斜桩局部冲刷深度始终小于垂直桩;当桩身倾角增加时,平衡冲刷深度逐渐减小,相对时间尺度逐渐增大;冲刷坑宽度相对垂直桩更小,呈现“水滴状”形态,尾后沙丘呈现出更长的单峰“带状”结构,不规则性较为突出;局部冲深与弗劳德数之间存在着较高的相关性,但向上游倾角产生的波浪变形效应使得冲刷深度与流速比和Keulegan-Carpenter数的具体函数关系更难以确定。 相似文献
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以往研究表明,泥石流流速在沟道横断面上分布不均,但目前尚无理论依据,国内现行相关规范暂时建议在泥石流拦挡坝、排导槽等防治工程设计时,流速、荷载按均布考虑,这与实际的受荷情况有所差别,从而导致防治工程局部稳定性偏小,极易发生工程失效。为此,基于冲淤平衡原理、流体均质假设及沟道横断面形状的合理简化,结合雨洪修正法与形态断面法相关原理,演绎了沟道横断面任意位置流速计算公式的推导过程,并获取了泥石流流速的横向分布的非线性特征。通过四川省地震灾区理县甲司口沟泥石流防治工程的实例分析,发现横向上泥石流的中泓线流速与两侧流速相差达到300%。据此对拦砂坝进行了结构优化设计,在确保功能的前提下,提高了坝体稳定性系数约20%,节约了工程造价约5%。 相似文献
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湖泊滨岸砂坝通常会形成优质储集体,是近年油气勘探开发的重点目标之一。然而,对砂坝内部结构特征认识不清,制约了油田的进一步开发和剩余油挖潜。位于山东省中部的峡山湖,其东南岸发育多列沿岸分布的现代砂坝沉积,以此为例,利用浅钻孔、探坑等手段对砂坝内部结构进行细致剖析。研究表明,砂坝总体呈现下细上粗的反粒序结构,其内部由一个或多个增生体叠加而成,增生体之间界面处通常发育泥质沉积（落淤层）。增生体在砂坝内部主要有覆盖式和顶积式2种堆积样式,前者加积作用强,保存较好,增生体规模向上逐渐变大;后者加积作用弱,增生体易受波浪冲刷破坏,规模向上减小。砂坝内落淤层的分布与增生堆积样式有关,覆盖式增生体间的落淤层呈连片披覆状,向湖盆中心倾斜型分布;顶积式增生体间的落淤层呈孤立残留状,近水平零星散布在增生体界面处。现代砂坝内部结构的解剖结果不仅可为认识砂坝储层中砂体的堆积样式和砂、泥岩的空间配置关系提供真实的原型地质模式指导,在建立砂坝储层地质模型时还可提供定量化的条件约束。 相似文献
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以解决挑流消能工在泄洪期间为提高消能率而加重下游雾化问题为目标,探究不同体型挑坎的下游雾化特性。通过水力学模型试验,对典型的非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎和连续坎的下游水舌风分布、下游溅水雨强和不同液滴体积分布以及挑流水舌水力特性与冲刷特性进行了研究。研究表明:① 各种工况下,非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎的下游水舌风风速均大于连续坎。② 对于非对称舌型坎,其溢洪道轴线左侧溅水强度大于右侧,其雨强左右两侧峰值差值最大为5.625 g/(m2·min);对于扭面贴坎,其溢洪道轴线右侧溅水强度更大,其雨强左右两侧峰值差值最大为45.125 g/(m2·min)。③ 随着距离水舌入水点长度增大,大粒径水滴数量和体积占比均剧烈下降;连续坎和舌型坎的挑宽均随着角度的增加而增加;冲坑深度随着角度的减小而增大。④ 在挑坎合适边墙侧设置扭面贴角能改善下游雾化危害,同时适当增加挑角可以减弱下游冲刷破坏。 相似文献
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以解决挑流消能工在泄洪期间为提高消能率而加重下游雾化问题为目标,探究不同体型挑坎的下游雾化特性。通过水力学模型试验,对典型的非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎和连续坎的下游水舌风分布、下游溅水雨强和不同液滴体积分布以及挑流水舌水力特性与冲刷特性进行了研究。研究表明:①各种工况下,非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎的下游水舌风风速均大于连续坎。②对于非对称舌型坎,其溢洪道轴线左侧溅水强度大于右侧,其雨强左右两侧峰值差值最大为5.625 g/(m 2·min);对于扭面贴坎,其溢洪道轴线右侧溅水强度更大,其雨强左右两侧峰值差值最大为45.125 g/(m 2·min)。③随着距离水舌入水点长度增大,大粒径水滴数量和体积占比均剧烈下降;连续坎和舌型坎的挑宽均随着角度的增加而增加;冲坑深度随着角度的减小而增大。④在挑坎合适边墙侧设置扭面贴角能改善下游雾化危害,同时适当增加挑角可以减弱下游冲刷破坏。 相似文献
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山洪泥石流灾害中携带漂木的情形时有发生,漂木产生的灾害效应也越来越受到关注,但现有泥石流防治工程多未考虑漂木的影响。因此,有必要对漂木存在条件下拦砂坝的调控效果进行研究。以缝隙坝为例展开模拟实验,结果表明泥石流中携带漂木时,漂木多运动在流体表面,且先于泥沙到达坝前,是否在缝隙坝开口处形成漂木堵塞体对缝隙坝前泥沙堆积体形态、泥沙流出率、漂木拦截率均有重要影响。若未形成漂木堵塞体,坝前泥沙堆积体有明显侵蚀槽,泥沙流出率较无漂木时略低;一旦形成漂木堵塞体,坝前泥沙堆积体无明显侵蚀现象,泥沙流出率显著减小,漂木总拦截率显著增大。缝隙坝对不同漂木组分的拦截效果不同,漂木长度L与缝隙开口宽度b的比值L/b越大,越容易被拦截。漂木中L/b>1的组分含量越大,漂木总拦截率越大,且L/b>1的漂木存在是形成堵塞体的关键条件。 相似文献
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地震作用下土石坝液化易导致坝坡失稳滑移等严重后果,加密法是常用的抗液化手段之一。针对坝趾压重与坝壳翻压两种坝身加密加固方法,开展了离心机振动台试验,分析了不同加密型抗液化处理的小型土石坝坝坡地震响应规律。试验结果表明,由于高水头作用下坝坡底部土体软化,未处理坝坡加速度放大系数沿高程先减小后增大,而加密坝坡加速度放大系数沿高程逐渐增大,且坝坡表面处加速度存在表面放大现象。坝趾压重和坝壳翻压提高了坝身有效应力,降低地震产生的超静孔压比,有效防止土体液化。未处理坝坡在峰值加速度为0.24g地震作用下即发生坝趾液化现象,而加密坝坡在峰值加速度为0.24g和0.45g下均未发生液化。未处理坝坡整体侧向位移大,加密处理后,在峰值加速度为0.24g下坝坡整体表现为竖向位移。坝趾压重区坝趾水平位移明显减小,坝壳翻压区坡顶沉降减小了50%。试验结果验证了坝趾压重和坝壳翻压的抗液化效果,为小型土石坝抗震加固设计提供了参考。 相似文献
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泥石流拦挡坝优化设计 总被引：1，自引：0，他引：1
拦挡坝设防高度决定着库容,因此确定合理的设防高度在拦挡坝的设计中极为重要。在坝址确定的情况下提高拦挡坝的设防高度可以加大库容,增强防治工程的抗灾能力,但其泄洪能力会受到影响,因此拦挡坝的库容与其泄洪能力是矛盾的。既有设计理论中泥石流峰值流量按照全流域面积汇水输沙总量计算,该理论认为每个拦挡坝的设计洪峰流量是相同的,而实质上对于流域面积大的泥石流沟,设置在上游、中游及下游的拦挡坝由于汇水面积的差异而导致泥石流峰值流量相差较大,本文作者提出了按有效汇流面积计算泥石流峰值流量的优化设计方法,用该方法设计的拦挡坝的溢流断面面积较小,从而达到提高设防高度,增大库容,提高拦挡坝的容灾能力。 相似文献
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为进一步了解堰塞坝溃坝过程,开展了9组水槽模型试验,对溃口纵向下切和溯源发展过程进行了系统分析,并讨论了上溯源点移动速度与溃口水深之间的关系。研究发现：非黏性堰塞坝溃坝过程中,冲刷面与底床的夹角时刻发生变化,上、下溯源点位置不固定但也不能完全发展到坝踵;上、下坡面坡度增大到最大值1：1.5时,下溯源点到下游坝趾的最大距离与坝体沿水流方向长度的比值（xp*/xd*,反映下溯源点最终相对位置）对应降低到最小值0.24和0.18;坝体相对尺寸从1减小到1/2时,xp*/xd*值从0.38增大到0.47。上溯源点的无量纲移动速度是不断变化的,在无量纲时刻为0.13时,其x,y分量分别达到峰值0.94和0.32;上溯源点处溃口水深出现时刻相对移动速度峰值点出现时刻有延迟,大概延迟0.04个无量纲时间。 相似文献
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M. Celal Tunusluoglu 《Arabian Journal of Geosciences》2014,7(1):407-418
Dams are one of the most important engineering structures that need detailed geological and geotechnical investigation since several types of engineering problems are encountered during construction and postconstruction phases of dams. In May 2010, during the spillway construction of an earthfill dam from the northwest Turkey (Akcin Dam), toe buttress supporting the spillway was disturbed, and a mass movement occurred at the right bank. Furthermore, the spillway started to move in the dip direction of the slope, and the mass movement direction at the right bank. Thus, shear diagonal cracks on the walls of the spillway constituted. This study aims to describe the slope failure mechanism and the damages on the spillway of the Akcin Dam and to suggest effective remedial measures. In the first stage of the study, the mechanism of the failure was investigated, and it was found that claystone–tuff contact acting as a weakness plane comprised the failure surface. Then, the seismicity of the study area was assessed, and the peak ground acceleration was determined as 163 gal. Finally, as the necessary remedial measures, drainage control, grouting, reinforcement of buttresses, and concrete piles front of the tuffite mass were suggested to provide the dam safety. 相似文献
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杨庄截潜工程趾板段建基面以下为弱风化白云岩和含燧石条带白云岩,透水性较强,造成库水漏失严重.为解决建基面以下基岩渗漏问题,采用趾板段帷幕灌浆封堵基岩裂隙而形成防渗帷幕,以减少库水漏失.通过趾板段帷幕灌浆达到封堵基岩裂隙的目的,满足工程设计的防渗要求. 相似文献
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重力坝沿建基面失稳破坏的真实安全度研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用强度储备系数法,对重力坝建基面破坏过程进行非线性有限元模拟,并分析了坝体地基弹性模量比和建基面应力分布状态对破坏过程和强度储备系数的影响。研究结果表明：破坏过程可划分为4个阶段：贯通率平稳期、加速期、短暂平稳过渡期、急剧增加失稳期。当弹性模量比一定时,应力状态越趋于均匀分布,大坝处于稳定状态时的强度储备系数越大,坝趾坝踵处的应力比值越大,大坝处于稳定时的强度储备系数越小;当建基面应力分布状态一定时,弹性模量比的变化不改变建基面的总体破坏特征,强度储备系数与弹性模量比成正比。综合考虑应力分布及弹性模量比的影响,给出了正常荷载作用下重力坝沿建基面失稳破坏的真实安全度取值范围为1.5～2.5。 相似文献
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基于典型冲刷坑形态,通过改变冲刷深度来模拟不同局部冲刷作用,对典型的9桩群桩进行了冲刷前、后水平承载试验,对相同参数的单桩进行了平行对比试验,详细分析了荷载-位移特性、桩身弯矩分布、群桩效率系数以及荷载分担比的变化规律。结果表明,随着冲刷深度增加,单桩和9桩基础水平承载力均呈现减弱趋势,水平群桩效率系数逐渐增大,承台约束作用效应更加明显,桩身弯矩增大,最大弯矩点位置向桩端移动,前排桩荷载分担比增大,中、后排桩荷载分担比减小;前排角桩受冲刷深度和水平荷载影响最大,设计时需采取有效的加强措施。 相似文献