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粘性泥石流弯道超高在流速计算中的应用 总被引：7，自引：0，他引：7
泥石流的流速是泥石流运动学研究的主要内容之一，也是泥石流工程防治必备的基本参数。前人已提出若干计算模式，计算值的误差因缺少验证的手段无法分析。作者提出的弯道超高现象用于泥石流流速的计算，一方面提供了一种以泥石流现象为基础的流速计算方法，另一方面也提供了一种泥石流速的验证方法。该文应用物体作离心圆周运动的物理学基本原理和方程，推出泥石流弯道运动的速度与弯道曲率半径的关系；同时分析出泥石流弯道超高的本质原因为泥石流凹岸与凸岸的速度差产生的动能差所致，即可建立动能与超高势能的平衡方程。联立方程即可分别求出凹岸和凸岸的泥石流流速，流速由凹岸向凸岸逐渐增加，取其平均值即为泥石流的平均流速。以滇东北蒋家沟一支沟－大凹子沟1994年6月16日的一场泥石流的弯道超高测量分析为例验证，获得初步成功。结合其他参数的测量可计算流量并分析泥石流的加速或减速的运动过程。 相似文献
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选取四川省汶川至马尔康公路线的磨子沟作为试验对象,采用弯道超高法推算其泥石流流速。进而可以计算出该次泥石流的平均流量,为公路的改建工程提供设计依据。经过实地调查,用此方法计算磨子沟2005年8月17日暴发的泥石流流速为4.4m/s。同其他流速方法计算的结果相比较,前者值偏大,且偏向于工程安全值。弯道超高法可以解决泥石流观测的局限性和泥石流发生的不可重复性。此方法简便易行,对泥石流防治工程具有一定的实用价值。 相似文献
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康定雅拉河无名沟崩滑坡面泥石流峰值流速流量的沿程变化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
在分析崩滑坡面泥石流的基本特征和其峰值流速流量一般规律的基础上，以康定雅拉河无名沟1995年的百年一遇泥石流为研究示范，在了解该流域的基本特征，分析该次泥石流的形成，容重、颗粒组成等基本特性的基础上，用弯道超高的理论和用古乡沟泥石流建立的流速计算公式，计算测量断面的流速及泥石流峰值流速沿程变化，用形态调查法分析计算不同断面的泥石流流量，并分析其沿程变化，通过分析可知崩滑坡面泥石流峰值流速与流量在整个流通过程是逐步变化的，在靠近物源区，流量随着物源的加入逐步增加，而流速随着能量的消耗逐渐减少，在靠近堆积区由于坡降的减小，流速与流量呈减小的趋势，崩滑坡面泥石流峰值流速泥石流流速也有一个相对的匀速段，但这个匀速段的长度较短，崩滑坡面泥石流峰值流量过程的沿程变化曲线接近于正态分布，此类泥石流防治中的拦挡措施要注意充分利用其在坡降减小的过程中流速和流量迅速降低的特征，而其排导措施要注意到此类泥石流的高阻力特征，注意保证排导槽的足够坡度。 相似文献
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2012年6月28日四川省凉山州宁南县白鹤滩镇矮子沟发生特大泥石流灾害,泥石流冲毁白鹤滩镇的一家酒楼,造成40人死亡失踪。经过现场调查,沟道内丰富的物源物质以及6月27日晚的局地强降雨是本次泥石流灾害发生的主要原因,同时确定了本次泥石流具有物源区与流通区相叠加的特征。通过现场取样分析计算获得本次泥石流的容重为1.71g/cm3,属稀性泥石流;利用泥石流弯道超高计算公式反算获得本次泥石流的流速约为7.4m/s,并由此计算出泥石流的整体冲击力。由于目前沟内还存在有大量潜在物源,因此建议采用一定的拦挡工程,同时加强汛期排查值守,完善预警预报制度,以防止类似悲剧再次发生。 相似文献
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泥石流流体容重、流速、冲击力是表征泥石流活动特征众多指标中的三个关键指标.本文在分析国内外对这些指标评估现状的基础上,总结了应用较普遍的估算公式,对比了不同公式的特点及其适用性.比较结果认为:由于泥石流组成和运动状态的复杂性以及影响因素的多样性,对于这三个指标,目前的估算公式都不具有普适性.在当前的认知水平下,建立基于各个地区泥石流特点的指标估算经验公式是最为实用的途径.在各个指标经验公式的建立方法上,考虑各个粒组的多变量容重统计分析方法相对较为合理;泥石流流速估算公式的建立途径在我国、前苏联和欧美国家之间有显著差异,前二者基于曼宁公式,后者基于强迫涡流公式、以弯道超高为主要参数;泥石流冲击力的估算方法国内外都以动量理论为基础,区别主要体现在经验系数取值上,巨石冲击力的计算则都考虑了拦挡建筑物的特点. 相似文献
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樱桃沟泥石流位于汶川"5·12"大地震震中北川县,是一条典型的沟谷型泥石流。本文在分析樱桃沟泥石流沟流域和泥石流基本特征的基础上,对形成泥石流的地形、水源、物源等基本条件进行了论述,并基于动力学原理,详细计算了泥石流的重质、流速、流量、冲出量等动力学参数。结构表明,樱桃沟泥石流的流体密度为1.686 t/m3,流速为6.06 m/s,大块石的运动速度为6.45 m/s,泥石流整体冲压力为35.56 kPa,泥石流的最大冲起高度0.72 m,爬高1.15 m,弯道超高0.41 m。笔者以期为正确设置泥石流防治工程提供理论依据。 相似文献
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邓池沟泥石流某些特征值研究 总被引：3，自引：0，他引：3
邓池沟位于四川省宝兴县境内，在历史上曾发生过几次大规模的泥石流。为了合理地评价邓池沟泥石流对宝兴水电站闸坝的影响，文章在调研基础上，根据国内外有关研究成果，结合邓池沟泥石流的具体特征，对邓池沟不同位置选择了不同的计算公式与评价方法，计算了表征泥石流运动特征的流速、流量和冲击力。结果表明邓池沟再次爆发泥石流将具有较高的流速、较大的流量和冲击力，将会对宝兴水电站闸坝产生严重的危害。 相似文献
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泥石流运动过程伴随着剧烈的侵蚀,导致其洪峰流量增加、规模增大、破坏性增强。本文通过对2016年8月12日北京市密云区龙潭沟景区曹庄子沟泥石流为例,通过野外调查和地形扫描分析了该场泥石流的动力侵蚀过程。结果表明:激发该场泥石流的降雨重现期达到20年一遇,为典型短历时、高强度降雨;泥石流体中缺乏粘性颗粒,主要以砂粒为主,但容重达到粘性泥石流标准,为典型高容重、低粘度泥石流体。泥石流侵蚀作用一开始并不剧烈,但随着泥石流运动,这种侵蚀作用增强,导致沟道侵蚀深度增加;沟道中弯道处和地形急变段受到泥石流侵蚀作用最为剧烈,尤其是地形急变段对泥石流的侵蚀作用具有加强效应;侵蚀率与流速同步变化,并且与泥石流体所产生的剪切力呈正相关关系。林木能够降低泥石流流速,消耗泥石流动能,进而减小泥石流破坏性。由于天然条件下的泥石流侵蚀过程研究较少,本文中侵蚀率与地形变化的关系以及泥石流体剪切力的正相关关系为泥石流防治规划设计和该类泥石流的预测预报提供了案例和思路。 相似文献
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水下泥石流阻力与陆面中泥石流运动阻力的不同点在于上表面的掺混阻力和剪切阻力。由一系列的室内无水滑的水下泥石流和陆面泥石流实验研究得出:水下泥石流运动速度与相同条件下陆面泥石流运动速度之比随不同性质的泥石流,如粘性和稀性泥石流,由于其屈服应力的巨大差别,有很大的不同。由实验得到的由泥石流体的容重和量纲为一的泥石流屈服应力表达的水下无水滑泥石流运动速度和陆面泥石流运动速度用于无水滑水下泥石流运动速度计算较好。 相似文献
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粘性泥石流的平均运动速度研究 总被引：6，自引：0，他引：6
粘性泥石流是泥石流类型中最常见也是危害最大的类型,泥石流的运动速度是泥石流的动力学参数中最重要的参数,因此准确而简洁地计算粘性泥石流的运动速度就显得非常重要。不同的泥石流地区的泥石流阻力有很大的不同:有的地区阻力较大,属于高阻力地区,泥石流运动速度较低;有的地区阻力较小,属于低阻力地区,泥石流运动速度较高。目前的粘性泥石流平均速度公式还不能兼顾计算所有地区的不同阻力类型的泥石流速度。泥石流的不均匀系数在不同的泥石流地区有很大的不同：不均匀系数小的地区阻力大,而不均匀系数大的地区阻力小,因此可以用不均匀系数划分泥石流沟的阻力特征,从而得到能兼顾所有不同地区的泥石流阻力规律。由一系列野外观测资料得到的由泥石流不均匀系数、泥石流运动底部纵比降和水力半径计算的粘性泥石流运动平均速度经验公式,能适应各种类型的泥石流沟,与其它系列的观测资料对比有很好的一致性,与粘性泥流的观测资料对比也很接近。由流体流动的福劳德数可以确定流动的缓急程度。一般的粘性泥石流都是急流,少数是缓流,极少数是运动速度非常缓慢的容重过大的粘性泥石流。粘性泥石流运动平均速度经验公式用于一般急流的粘性泥石流的速度计算结果很好,但不适用于容重过大的缓慢流动,对于缓流粘性泥石流速度计算偏大。在对泥石流的评估和治理中,平均速度公式可以用于泥石流堆积扇上游渠道中的粘性泥石流速度计算,对泥石流堆积扇上的粘性泥石流速度计算偏大,不适用于缓慢流动粘性泥石流,但在对泥石流的危害评估和治理中可以忽略缓慢流动的发生。 相似文献
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柔性防护网是防治泥石流灾害的重要工程措施之一,现有防治结构以闭口防护网形式为主,易发生堵塞且调控能力欠佳。为此,提出一种开口柔性防护网结构,并基于理论分析、物理模型试验开展了开口柔性防护网对泥石流的调控性能研究,推导泥石流速度衰减率、爬升高度和柔性防护网拦挡率的理论公式。结果表明：与闭口柔性防护网结构相比,该结构起到了良好的自清洁作用,且可有效调控泥石流速度峰值;所推导的无量纲理论公式计算结果与物理试验结果具有较好的一致性;速度衰减率、爬升高度和拦挡率主要由相对开口高度、无量纲流深、泥石流相对密度和弗罗德数控制;速度衰减率和拦挡率与相对开口高度呈负相关,与泥石流相对密度呈正相关,爬升高度与相对开口高度、相对密度均呈负相关。上述研究可为开口柔性防护网在泥石流防治工程中的应用提供理论及技术支持。 相似文献
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根据泥石流沉积物计算泥石流容重的方法研究 总被引：17，自引：0，他引：17
泥石流的容重是泥石流的最重要的参数之一,用简单易行的方法获得泥石流的容重因泥石流灾害的评估和泥石流的防治的需要显得日益重要。分析了泥石流的组成颗粒中3个分别代表粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的颗粒粒径,即2 mm、0.05 mm和0.005 mm,及它们的百分含量与泥石流容重的关系。在对泥石流的组成颗粒的研究中发现泥石流中的粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的百分含量与泥石流容重都有一定的关系,但因地区的差异这种关系不是唯一的。粘性泥石流中的粘粒含量与物源区的粘粒含量相当,稀性泥石流的粘粒含量远大于物源区的粘粒含量。用粗颗粒和细颗粒百分含量计算的泥石流的容重与泥石流观测样和沉积样对比有较好的一致性。根据泥石流沉积物计算的泥石流容重应服从根据沉积物的特征判断的泥石流类型和框定的泥石流容重范围。 相似文献
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泥石流平均流速预测模型及敏感因子研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了探求泥石流平均流速敏感因子及影响因素耦合关系,本文采用BP神经网络和支持向量机模型对蒋家沟泥石流数据进行预测,对两种泥石流平均流速预测模型的学习与泛化能力进行比较,并对平均流速各影响因素的敏感程度进行分析,建立了泥石流平均流速敏感因子预测模型。结果表明:支持向量机的泛化能力优于BP网络,更适合样本数量较少的泥石流动态预测。沟道比降和不稳定层厚度是泥石流平均流速的主要影响因子,各因子之间存在复杂的耦合关系。基于不稳定层厚度和泥面比降的泥石流平均流速预测模型精度较高,能够定量描述泥石流动态与影响因子间的响应关系。研究成果可为泥石流防治提供依据。 相似文献
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作者根据大量工程实例及常用方法总结了西藏公路建设中的泥石流调查、评价方法及有关地区性计算公式,对泥石流特征调查的重点主要包括形成条件、运动特征、危害及发展趋势等因素,调查范围一般应以泥石流沟谷(或冲沟)流域范围为界。在实地调查的同时,结合推理计算,方可有效地掌握泥石流的主要特征。泥石流对公路工程的危害性可通过泥石流的活动规模与易发程度定性评价。以上调查方法具有一定的普遍性,可作为今后类似地质环境条件下进行该工作的借鉴。 相似文献
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旦波北沟为雅砻江中游右岸河段的一级支流,历史上曾发生多次泥石流.在查明泥石流形成条件的基础上,分析了旦波北沟泥石流的运动特征,包括泥石流的流速、流量、冲击力.这一结论为评价该泥石流对水电站的建设和安全运行的影响具有现实意义.建议左岸前期施工场地和左岸上游备料场沿江设置挡墙,且场地要注意少占行洪断面,防止泥石流沉积淤塞河... 相似文献
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The volume fraction of the solid and liquid phase of debris flows,which evolves simultaneously across terrains,largely determines the dynamic property of debris flows. The entrainment process significantly influences the amplitude of the volume fraction. In this paper,we present a depth-averaged two-phase debris-flow model describing the simultaneous evolution of the phase velocity and depth,the solid and fluid volume fractions and the bed morphological evolution. The model employs the Mohr–Coulomb plasticity for the solid stress,and the fluid stress is modeled as a Newtonian viscous stress. The interfacial momentum transfer includes viscous drag and buoyancy. A new extended entrainment rate formula that satisfies the boundary momentum jump condition(Iverson and Ouyang,2015) is presented. In this formula,the basal traction stress is a function of the solid volume fraction and can take advantage of both the Coulomb and velocity-dependent friction models. A finite volume method using Roe's Riemann approximation is suggested to solve the equations. Three computational cases are conducted and compared with experiments or previous results. The results show that the current computational model and framework are robust and suitable for capturing the characteristics of debris flows. 相似文献