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针对缺乏地形条件和工程处置措施对堰塞坝溃决过程影响研究的现状,采用4种河床坡度（0°、1°、2°、3°）和3种泄流槽横断面型式（三角形、梯形、复合型）,开展了堰塞坝溃决的模型试验。通过分析堰塞坝的溃决流量、溃决历时、溃口发展和坝体纵截面演变过程,研究了不同河床坡度和泄流槽横断面对堰塞坝溃决过程的影响规律。试验结果表明：... 相似文献
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堰塞坝溃坝模型实验研究综述 总被引：1，自引：0，他引：1
堰塞坝是天然形成的坝体，结构比较松散、稳定性差、渗透作用强，发生溃决危险性大、概率高、突发性强，而且破坏可能性高及产生的洪水威胁人们的生命和财产安全，因此需要系统、全面的研究。作者从单坝溃坝、级联溃坝及堰塞坝处置的溃坝试验进行详细的回顾，总结及分析了国内外学者在堰塞坝溃坝模型实验取得的成果及局限性，进一步分析了单坝溃决的颗粒级配、密实度、含水率、沟床坡度等因素，最后讨论了溃坝因素与溃决模式、溃决特征、溃决流量、溃口演化的关系。基于模型实验相似理论及模型比尺、实验测试手段、堰塞坝处置三个方面，提出了今后的研究重点。 相似文献
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在影响堰塞坝溃决的众多因素中，初始含水量影响堰塞坝的溃决机理仍不清楚。通过开展不同初始含水量条件下的水槽试验，详细探究了初始含水量对溃决过程的影响规律。结果表明：不同初始含水量条件下的溃决过程均具有3个典型阶段，分别是牵引侵蚀过程、溯源侵蚀过程和水沙运动再平衡过程；峰值流量随初始含水量的增大而增大，而溃决历时和残留坝体高度随初始含水量的增大而减小；随初始含水量的增大，溯源侵蚀作用逐渐减弱，牵引侵蚀作用增强；随初始含水量的增大，溃口展宽率降低，侵蚀率增大；初始含水量小于7.8%时，平均侵蚀率增长缓慢，大于7.8%后，平均侵蚀率增长迅速，且10.3%初始含水量对应的平均侵蚀率约为7.8%初始含水量的2倍；溃口宽深比在溃决的前两阶段随初始含水量的增大而减小；溃决结束后的宽深比随含水量的增大呈先趋近于1.00、后远离1.00的演变。 相似文献
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考虑不同泄流槽方案的堰塞坝溃决机理分析——以唐家山堰塞坝为例 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来,频发的地质构造活动和极端气候灾害诱发了大量堰塞坝,严重威胁上下游群众的生命财产安全。开挖泄流槽是最常用降低堰塞坝溃决风险的措施,由于时间非常急迫、交通极度瘫痪,其开挖量非常有限,因此如何利用有限的开挖量将溃坝风险降低至最小是亟待解决的问题。本文基于水土耦合冲刷机理,提出了考虑不同泄流槽方案的堰塞坝溃决机理分析方法,并应用于唐家山堰塞坝。该方法根据水力学参数和坝体抗冲刷性参数动态计算瞬时坝体冲刷率,进而分析泄流槽对溃决全过程的影响,从而自动获取最优的泄流槽设计方案。将此方法应用于唐家山堰塞坝案例发现:唐家山堰塞坝泄流槽最优设计时溃坝洪峰流量为1700m3·s-1,小于实际峰值流量6500m3·s-1,主要是因为增大泄流槽的纵坡率,显著增强溃坝前的冲刷并形成双洪峰,从而有效降低了溃决峰值流量。由于复合槽相对较小的水力半径限制了溃坝前的冲刷,使得临溃时水位较高,因此溃坝峰值流量比单槽大,溃坝风险降低效果不如单槽。 相似文献
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终碛坝广泛分布于世界各地的高山和极高山区。为了探究终碛坝的溃决过程,了解溃口的演变特征,文章以嘉龙错终碛坝的原位实验,模拟了终碛湖漫顶溃决过程。通过分析实验结果发现:（1）根据观察,将终碛坝溃决过程划分为坝体下游坡面冲刷、“溯源侵蚀”、出水口下切和溃口拓宽四个阶段。（2）上游湖区崩塌体激发的涌浪会造成溃口内的瞬时流量增加数倍,从而使得在有涌浪和无涌浪的条件下,“溯源侵蚀”过程出现陡坎和斜坡两种下切型。（3）通过分析溃口下切侵蚀过程,发现溃口的下切侵蚀发展过程主要受到坝体孔隙比和细粒含量的影响,并且溃口中点侵蚀率与水流剪应力存在一定的线性关系,符合线性侵蚀模型。通过分析发现,嘉龙错终碛坝的侵蚀系数为0.051,临界启动应力为237.64 Pa。与堰塞坝相比,可侵蚀系数比更小,而临界启动应力更大。 相似文献
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《中国地质灾害与防治学报》2021,(5)
终碛坝广泛分布于世界各地的高山和极高山区。为了探究终碛坝的溃决过程,了解溃口的演变特征,文章以嘉龙错终碛坝的原位实验,模拟了终碛湖漫顶溃决过程。通过分析实验结果发现:(1)根据观察,将终碛坝溃决过程划分为坝体下游坡面冲刷、"溯源侵蚀"、出水口下切和溃口拓宽四个阶段。(2)上游湖区崩塌体激发的涌浪会造成溃口内的瞬时流量增加数倍,从而使得在有涌浪和无涌浪的条件下,"溯源侵蚀"过程出现陡坎和斜坡两种下切型。(3)通过分析溃口下切侵蚀过程,发现溃口的下切侵蚀发展过程主要受到坝体孔隙比和细粒含量的影响,并且溃口中点侵蚀率与水流剪应力存在一定的线性关系,符合线性侵蚀模型。通过分析发现,嘉龙错终碛坝的侵蚀系数为0.051,临界启动应力为237.64 Pa。与堰塞坝相比,可侵蚀系数比更小,而临界启动应力更大。 相似文献
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滑坡堰塞坝作为结构松散的堆积物,随着上游水位的不断上涨,其稳定性不断降低,并存在突然溃坝的风险。以唐家山滑坡堰塞坝为研究对象,基于相似原理,开展符合坝体颗粒级配的室内水槽物理模型实验,模拟了不同坝后蓄水量、不同水位和不同颗粒物质组成条件下坝体渗流、漫顶破坏的整个过程。监测结果显示：堰塞坝漫顶溃坝主要分为渗流、漫顶、冲刷和溃决4个过程;坝体堆积颗粒级配越差,坝体允许渗流坡降越小;相同材料配比的坝体,上游水位相同时,坝体底部水平位移最大,且漫顶溃坝时溃口尺寸与蓄水量正相关。该研究结果揭示了堰塞坝漫顶破坏规律,可为堰塞坝溃坝防治提供理论参考。 相似文献
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堤防溃决时溃口附近水流形态及溃决流量变化过程的正确描述是指导溃口堵复及时避险、预测溃堤洪水演进并进一步评估淹没损失的前提条件.通过弯道水槽中的概化模型试验,根据无粘性土堤防漫顶溃决的溃口变化和水流运动特征,将无粘性土堤防溃决过程分为漫流、冲槽、展宽及稳定4个阶段.试验系统研究了堤防溃决后河道以及溃口附近水位的变化过程,研究了河道洪水流量、洪水位和筑堤材料对溃口处水位的影响.基于大量的试验资料,进一步归纳总结出溃决流量与溃口口门宽度及溃口处水头变化之间的关系. 相似文献
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河流堰塞的地貌响应 总被引：1，自引：0，他引：1
堰塞作为一种极端地表过程,深刻影响着河流地貌的变化,特别是河流纵剖面的变化。其对河流纵剖面的影响主要体现在两方面:一方面,堰塞坝将抬高局地的侵蚀基准面,阻碍了上游河道侵蚀,形成河流裂点;另一方面,堰塞坝溃决往往形成大型/巨型洪水,造成下游河道和岸坡的剧烈侵蚀。稳定的堰塞坝形成后,在1~105 a的时间尺度上对河流裂点的发育以及河流纵剖面变化上甚至会超过构造、气候和岩性作用,占据主导。本文在简要概述堰塞地貌相关概念的基础上,介绍了部分河流堰塞的研究方法和案例,以及河流堰塞的发育过程和研究意义。目前多仅从堰塞坝与河流纵剖面的空间关系的相关性来论证其地貌响应,并且发现一些堰塞坝与河流纵剖面的相关性,但是也有一些古堰塞坝对现代河流纵剖面的影响并不显著,原因可能与堰塞坝规模、溃决洪水次数、堵江的持续时间和距今年代的不同有关,目前还缺乏深入研究。 相似文献
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通过室内模拟冲刷试验系统研究了3°~30°坡度范围内坡面径流的侵蚀动力及产沙特征,分析了坡面径流能耗与径流侵蚀产沙之间的关系。结果表明,坡面径流平均流速随坡度和流量的增加而增大,流速与坡度和流量之间存在指数函数关系,坡度对流速的影响大于流量。在3°~21°坡度范围内,坡面径流单宽能耗随坡度的增加而增加,当坡度超过21°时,径流能耗随坡度的增加而降低。坡度对侵蚀产沙的影响也有类似的现象,在3°~21°坡度范围内,坡面径流平均单宽输沙率随坡度的增加而增大,当坡度达到临界极值21°和24°后,坡面径流平均输沙率随坡度增加而减小;在整个试验坡度范围内,径流平均单宽输沙率随流量的增大而增大;流量对坡面径流平均单宽输沙率的影响大于坡度。坡面径流平均单宽输沙率和单宽径流能耗之间存在明显的线性关系,其临界单宽径流能耗随坡度的增加而增加,土壤可蚀性参数随坡度的变化在10.368~30.366的范围变化,试验的土壤可蚀性的平均值为14.61。 相似文献
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强震区侵蚀-溃决型泥石流的动力特性定量分析 总被引：1，自引：0，他引：1
强震作用导致流域内松散物源、微地貌及水文环境发生剧烈变化,致使强震区泥石流的形成机制和活动规律区别于普通泥石流。从启动判别、沟床侵蚀和溃决放大效应等3个方面入手,利用物理模型和数值模拟,定量分析了强震区泥石流启动-流通-堆积全过程的动力特性。结合案例验证了强震侵蚀-溃决型泥石流的力学机制。分析表明,泥石流沟床侵蚀是外部应力增加、内部强度衰减和松散物质基础3种机制的综合结果,沟道堰塞体溃决导致泥石流流量被瞬间放大,进而反馈到侵蚀机制中,导致泥石流规模剧增。红椿沟8·14泥石流案例验算显示,H02、H03堰塞体溃决导致泥石流流量放大至800.80m3·s-1,沟床侵蚀物质总量达34.72×104m3,约占总规模的50%。 相似文献
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崩滑堰塞坝(湖)具有显著的地貌环境效应,这种效应在时间尺度上分为短期和长期2种,主要表现在河流水文过程、地貌演变、环境生态、景观等方面.堰塞坝形成初期河流原有生境受到干扰,河流生态和景观出现退化.堰塞体溃决强烈改变下游水文过程及河流地貌,严重冲击河流生境和生态,并可能对下游基础设施和群众生命财产造成灾难性破坏.长期稳定维持的堰塞坝深刻影响河流地貌过程,并显著改善河流生境、生态,提升景观水平.堰塞坝(湖)是河床持续下切、岸坡失稳而自然反馈形成的裂点,能增加河流阻力,控制河床下切,如能长期维持是河流健康稳定的促进因素. 相似文献
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夏万云 《中国地质灾害与防治学报》2022,33(1):99-106
黄土坡面侵蚀特性研究对于铁路边坡及路基防护具有重要的意义。通过银西高铁董志塬段某路基护坡坡面冲刷试验,获得了不同冲刷历时、冲刷流量、坡度等条件下的坡面冲刷结果,并对坡面流水动力学特性、坡面产沙规律、坡面产沙机理进行了分析,得出以下结论:（1）坡顶和坡底比坡面中部更易受侵蚀;30°～60°斜坡在较小的冲刷强度下也能产生较明显的侵蚀沟,宜采取45°左右的多级矮坡来减弱侵蚀强度。（2）坡面流水动力学特性分析表明,试验工况水流主要处于过渡流区;平均流速与冲刷流量、坡度呈幂函数关系;达西阻力系数与冲刷流量、坡度呈负相关,且与雷诺数相关性较低。（3）平均含沙量随冲刷流量与坡度的增大而增大,随历时近似线性增加,约20 min以后,含沙量基本稳定,此过程为坡面沟道发展阶段。（4）坡面侵蚀产沙量与侵蚀切应力、有效水流功率都呈正相关,与前者近似呈线性增大关系,而与后者近似呈幂函数关系。 相似文献
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加拉堰塞湖威胁其上下游的人口安全、城镇设施及生态环境。加拉堰塞体地处无人区,没有对外交通,调研困难,因此形成机制研究甚少。作者于2019年3月调研了堰塞湖现场,通过对残留堰塞体地形实测,堰塞体岩性及结构、沿途堰塞湖水毁现象调查,结合堰塞体粒度特征,查明了加拉堰塞体的物质组成、堰塞湖形成过程及湖区灾损机制。调查发现雅鲁藏布江下游左岸色东浦沟冰碛物3次活动堵塞河道形成堰塞湖,并于10月19日、31日两次溃决,溃口流量分别达到32000m3 ·s-1和19000m3 ·s-1。前两次活动入江体积达6500×104m3,堰塞体高度88m,蓄水至6.0×108m3后发生第1次溃决。第3次活动入江体积约1000×104m3,堰塞体垭口高度约67m,蓄水至3.26×108m3后发生第2次溃决,体现了源于冰碛物堆积、混杂大量冰块、含水率极高的类似泥石流堆积堰塞体的独特溃决机理和洪水特征。雅鲁藏布江大峡谷河段堰塞湖堵江事件频发,通过加拉堰塞湖形成过程、溃决机理研究,可以为本区域堰塞湖灾害应对提供参考。 相似文献
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为研究切坡建房对边坡稳定性的影响，本文通过统计分析浙江省余杭区鸬鸟镇地质灾害发育分布特征与成灾模式，概化四类具有不同坡度的斜坡模型，利用有限元极限平衡法模拟计算斜坡开挖后应力、应变分布及安全系数变化规律，借助函数曲线拟合边坡开挖进尺与安全系数间的关系，推算出斜坡开挖失稳时的开挖进尺临界值。得出以下结论:（1）未开挖状态，斜坡潜在失稳区位于坡顶处，开挖后坡脚附近失稳概率高于坡顶。（2）斜坡开挖后，坡度与开挖进尺共同影响边坡稳定性，且坡度影响大于开挖进尺。（3）误差分析发现，坡度小于20°斜坡的临界值误差较大，坡度大于20°斜坡的临界值误差较小。 相似文献
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为研究生产堤溃口横向展宽过程的发展规律,以黄河下游生产堤土体为材料,开展概化模型试验,分析溃口处水深、流速、流量以及溃口宽度的变化。试验结果显示,溃口横向展宽的机理主要表现为水流冲刷堤身下层土体伴随上层悬臂土体发生绕轴崩塌;随着溃口展宽,堤前水深持续下降但下降速率逐渐减小,溃口流速呈先增大后减小的趋势,流速峰值约为1.1 m/s;随着主槽流量增加,溃口宽度发展至0.7 m时,溃口的水深、泄流流量、流速、展宽速率均有所增加。基于对溃口展宽的影响因素分析,提出溃口横向展宽速率的计算关系式,计算溃口展宽过程与实测值符合较好。研究结果不仅有助于生产堤展宽机理及发展规律的研究,还可为数学模型的建立与验证提供参考资料。 相似文献
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为研究生产堤溃口横向展宽过程的发展规律,以黄河下游生产堤土体为材料,开展概化模型试验,分析溃口处水深、流速、流量以及溃口宽度的变化。试验结果显示,溃口横向展宽的机理主要表现为水流冲刷堤身下层土体伴随上层悬臂土体发生绕轴崩塌;随着溃口展宽,堤前水深持续下降但下降速率逐渐减小,溃口流速呈先增大后减小的趋势,流速峰值约为1.1 m/s;随着主槽流量增加,溃口宽度发展至0.7 m时,溃口的水深、泄流流量、流速、展宽速率均有所增加。基于对溃口展宽的影响因素分析,提出溃口横向展宽速率的计算关系式,计算溃口展宽过程与实测值符合较好。研究结果不仅有助于生产堤展宽机理及发展规律的研究,还可为数学模型的建立与验证提供参考资料。 相似文献
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通过模型实验,探讨了松散土坡3种不同结构特征条件下(均匀坡体(坡体物料均匀混合)、平行坡体(土层成层且层面与滑面平行)和斜交坡体(土层成层且层面与滑面斜交))形成滑坡堰塞体的动力过程和堆积特征,通过分区域取样及三维扫描技术研究了堰塞体的物质分布规律与形态特征。研究结果表明:堰塞体堆积特征与坡体特征存在紧密联系,堰塞体纵向(沿主沟道方向)和横向(沿滑坡运动方向)上的物质分布与坡体纵向和横向的物质分布特征基本对应;在垂向(表层到底部)上,由于不同坡体条件下滑坡的动力过程和机理不同,从而导致堰塞体堆积特征存在一定区别。均匀坡体和平行坡体呈整体启动模式,运动过程中物料间存在垂向渗透和交换作用,导致堰塞体物质在垂向上呈明显的上粗下细反粒序分布特征,堰塞体横剖面多呈平坦型和倾斜型。斜交坡体呈分层启动模式,运动堆积过程中保持原有层序,粗、细颗粒先后启动条件下颗粒间存在推挤、爬升和水平渗透作用,使得堰塞体更加密实且垂向上也呈现反粒序分布特征,横剖面多呈起伏型。本研究为滑坡堰塞体稳定性快速评估和复原滑坡初始状态提供依据。 相似文献
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水位升降条件下库岸边坡变形失稳问题是水库建设中必须考虑的重要安全性问题。二元结构是库岸岩土体的一种特有结构，其变形破坏失稳有特殊的力学机制及规律。为揭示库岸边坡处于不同坡角及不同土岩界面倾角条件下的失稳机制，尤其是水位变化条件下库岸岩土体浸润线的分布及演化特征，文章通过构建水位升降条件下的二元结构库岸边坡物理实验模型，借助监测及摄影的技术手段观测边坡土体内浸润线及岩土体变形破坏特征，揭示二元结构库岸边坡的变形失稳机制。研究结果表明:二元结构库岸边坡在水位升降条件下整体坡角的改变会引发不同的变形破坏模式:55°边坡以垮塌失稳为主，35°边坡稳定性较好，45°边坡易发生由坡脚破坏牵引的局部失稳；土岩界面倾角对边坡稳定性也产生较大影响，较大的倾角易于引发坡体沿土岩界面发生滑动失稳。本研究结果可为揭示二元结构库岸边坡失稳致灾机制及有效防治提供借鉴。 相似文献