摘要：钢筋混凝土棚洞结构是西部滚石灾害多发区最为有效的滚石防护结构,一般通过在棚洞顶部铺设一定厚度的砂砾石垫层来达到缓冲吸能的目的。在棚洞结构设计中,确定滚石冲击力大小是关键,而目前国内外尚无合理的计算公式,严重地影响了滚石棚洞结构工程应用。由于滚石冲击能量大,冲击时间短暂,涉及到结构大变形和复杂的能量转换关系,因而滚石冲击荷载下棚洞结构的动力响应研究难度较大。以实际滚石棚洞结构为原型,采用动力有限元对滚石冲击过程进行了数值仿真,研究滚石在不同冲击角度下棚洞结构的动力力学响应,为滚石防护工程设计提供理论基础。

摘要：滚石灾害是西部山区常见的一种地质灾害,工程实践表明,在滚石防护结构上设置垫层材料能有效地减轻滚石的冲击力,而滚石冲击力是滚石防护结构设计的关键荷载,目前国内外尚无合理的计算公式,严重地影响了滚石防护结构的应用。在以典型滚石防护结构为原型,根据球形压模压入半空间基本理论,在假设垫层材料为理想弹塑材料的基础上,研究了垫层材料的冲击特性,推导了滚石冲击压力计算公式,为滚石防护结构设计提供合理的冲击力计算公式。结果表明:在考虑垫层材料的实际弹塑性特征时,计算出的滚石冲击压力远小于由完全弹性碰撞理论确定的冲击压力值;垫层材料能有效地减轻滚石对防护结构的冲击作用。

摘要：土体的渗透和变形是岩土工程土工试验研究中的2个重要性质。由野外调查和定点观察可知,泥石流源区广泛分布着砾石土,土体渗透和沉降特性是泥石流发生的必要环节,为了有效观测泥石流源区宽级配砾石土体的渗透系数和沉降,设计研制一套渗透沉降综合测试设备。该装置由稳压供水系统、渗透沉降装载容器和测量系统3个部分组成,其主要功能特征有:(1)可量测自然状态和模拟降水条件下土体沉降变形;(2)可观察水分下渗过程并测量土体渗透系数。优化改进后的新型试验装置与传统渗透仪的试验结果对比发现,新装置满足达西定律计算土体的渗透系数,而且更大限度保留砾石土级配特性,弱化尺寸效应,结果具备良好的试验精度。运用该综合测试设备对云南蒋家沟泥石流物源的宽级配砾石土体进行渗透沉降规律测试,试验结果表明,泥石流宽级配砾石土的沉降变形、入渗深度与时间存在对数分布关系,渗透系数与孔隙比成线性正相关关系,而与土体细颗粒含量存在负幂函数关系。应用表明,该实用新型装置为宽级配砾石土渗透规律和变形特性的研究提供有效的试验工具。

摘要：汶川地震后4年里泥石流非常活跃,暴发了数次大规模泥石流。分析了震后泥石流形成的三类起动机理,并结合拦挡工程溃决情况,进一步分析人工干预下的大型泥石流形成机理。在此基础上,针对大型泥石流成灾的两个显著特点,即泥石流进入主河形成堰塞湖产生二次灾害与泥石流携带的巨石冲击破坏能力巨大,提出了主河输移控制型泥石流防治规划设计原理、不同开孔的拦砂坝群分级拦淤泥石流方法、谷坊群稳定形成区泥石流物源方法,以及充分利用沟床巨石形成阶梯-深潭结构等系列泥石流工程防治体系规划方法。主河输移控制型泥石流防治规划设计原理以主河输沙能力作为控制条件,将泥石流的洪峰流量优先分配给排导工程,然后分配给拦挡工程或者停淤工程,各类工程合理分担的泥石流洪峰流量。这些方法的组合可望对大型泥石流进行有效的调控。

摘要：为进一步优化拦砂坝溢流口体型,确定溢流口几何参数取值,通过物理模拟实验研究了不同拦砂坝溢流口体型条件下泥石流过坝的流态、坝后冲刷深度、消能率变化规律,并根据拦砂坝埋深设计标准与松散体水下临界平衡关系,探讨了溢流口收缩率的合理取值范围,结果表明：采用斜面或者大倾角的反弧型溢流口时,坝后泥石流落点与坝脚的距离近、冲刷深度大,而采用无倾角的反弧型溢流面时,不仅可以在一定程度上减小冲刷深度,而且大大增加了坝后泥石流落点与坝脚的距离;在泥石流规模与溢流面曲率半径相同情况下,适当增大侧向收缩率,有利于增强泥石流体与坝后动床之间的相互作用,提高泥石流通过坝后冲刷坑的消能率;当溢流口收缩率在0.2～0.6之间时,冲刷深度满足设计要求,且泥石流跌落点距坝脚较远,冲刷坑发展不会危及坝体安全。

摘要：利用云南东川蒋家沟泥石流的浆体流变实验数据,对现有流变参数计算公式进行优选,并分析了优选出的浆体流变参数计算式扩展到全粒径泥石流体的可行性。结果表明,Mooney公式和Krieger-Dougherty公式计算泥石流浆体的刚度系数精度较高,费祥俊公式和指数公式计算泥石流浆体的屈服应力精度较高;将这些公式应用于泥石流体时,对于密度较高的泥石流体不同公式的计算结果差异很大,总体而言费祥俊公式计算的屈服应力较为合理,对于黏性泥石流,利用浆体刚度系数并通过Krieger-Dougherty公式考虑粗颗粒影响的方法得到的刚度系数比较合理。本文的研究结果可以为泥石流动力学计算和防治工程设计提供参考。

摘要：针对滑带参数取值与解决常规滑坡设计推力不确定性的问题,在滑带土本构方程的基础上,引入渐变软化段位置函数和规模放大系数反映实际滑带土的时效性.提出基于监测位移确定各点滑带土强度的量化方法,推导考虑桩土耦合作用的不平衡推力改进法.以攀枝花机场某滑坡为例,对不平衡推力改进法与传统不平衡推力法进行对比.结果表明:利用不平衡推力改进法求得的滑坡推力介于传统不平衡推力法的显示解和隐示解之间;随着桩处滑面倾角的增大,抗滑桩推力增大;随着安全系数的增加,利用改进显示法得到的抗滑桩推力较大,利用改进隐示法得到的抗滑桩推力较小.

摘要：针对中缅管道工程中面临的风机倒塌砸管的安全性问题,在总结风机倒塌的四种常见失效模式的基础上归纳三种工况,利用侵彻力计算公式,对风机倒塌的冲击力和冲击深度进行估算,并结合管道应变设计理论分析了冲击载荷作用下管道的应力应变等参数的变化规律,给出了安全性评价的结果。结果表明:仅风机倒塌冲击时,管道椭圆度变化较大,管道不被破坏,但难以保证管道正常运行;当风机和叶片或者叶片单独破坏时,下侵力较大,管道直接剪断。因此,建议适当加强管道上方叶片的连接强度,以防管道叶片破坏剪断中缅天然气管道事件发生。

摘要：坝体闭塞程度是透过型拦砂坝拦挡泥石流的重要特征之一,其决定着拦砂坝的拦挡效益。目前,对于格子坝拦挡黏性泥石流的设计还处在经验阶段,关于其闭塞类型和临界闭塞条件的研究较少,尚缺乏理论依据和技术指标,是泥石流防治工程设计急需解决的技术问题。通过室内水槽实验和理论分析,研究格子坝拦挡黏性泥石流闭塞过程及其闭塞判识方法。格子坝的闭塞主要受泥石流容重、格子坝开口间距与水槽坡度影响。格子坝拦挡黏性泥石流存在3种闭塞类型,即全闭塞类型、半闭塞类型、未闭塞类型。给出格子坝的闭塞临界综合判据F,实验结果表明,当F≤0.99时,格子坝表现为全闭塞类型;当0.99<F<2.92时,格子坝表现为半闭塞类型;当F≥2.92时,格子坝表现为未闭塞类型。同时,结合实验数据,提出格子坝闭塞度的定量计算的经验公式,可用于判识格子坝闭塞情况和格子坝开口间距设计提供依据,并举例说明判识公式的实用价值,可以进一步为实际工程应用提供技术支撑。

摘要：水石分离是泥石流工程防治常用的方法,现有水石分离结构均存在结构开口易被堵塞的现象。为了解决这一问题,我们曾设计了一种鱼脊型泥石流水石分离结构,但是该结构对不同类型泥石流的适用范围还有待深入研究。本文通过室内模型试验,模拟不同泥石流密度下的水石分离过程,进行对比试验,探讨泥石流密度对水石分离的影响。试验结果表明:在不同泥石流密度条件下,95%以上大于设计分离粒径的固体颗粒均会被分离出来,显示鱼脊型水石分离结构具有良好的分离粗颗粒能力,但是当泥石流密度大于1 900 kg/m3后,小于设计分离粒径的固体颗粒分离比例明显变大,结构排泄细颗粒的功能将减弱,而且水石分离前后泥石流密度变化不大,结构选择性分选砾石和调节泥石流密度的能力显著下降。对比结构的理想运行效果,得到该结构主要适用于密度小于1 900 kg/m3的泥石流。