摘要：梳齿坝等结构体在受到泥石流石块撞击时可被简化为悬臂梁。基于悬臂梁变形的静力学理论方法是求解石块撞击悬臂梁的冲击力的主要方法之一,但它无法反应泥石流石块撞击结构的动力学场景。针对石块撞击悬臂梁的动力学特性,该研究基于光纤光栅传感技术,通过落锤模拟泥石流中的石块,开展了7组不同工况的落锤冲击试验,并通过格林函数对落锤的冲击力时程进行反演。结果表明,格林函数能有效反演石块撞击悬臂梁的冲击力时程。冲击力反演结果的精度受制于解调仪的采样频率,其试验标定的误差为15.3%,静力学法计算结果比该计算结果高3倍~5倍。因此,本研究在解决了如何描述泥石流石块撞击悬臂梁的动力学特性这一科学问题的同时,反演结果也进一步获得提升,可有效为泥石流防治工程设计提供理论基础。

摘要：梁式格栅坝是泥石流防治工程中重要和常见的透过型拦砂坝之一,在铁路等线路泥石流防治中具有良好的应用前景与价值。梁式格栅坝对泥石流的调控作用主要体现在泥石流容重、峰值流量、一次冲出总量、冲击特性以及泥石流持续时间等方面。基于量纲分析推导考虑泥石流性质、坝体结构参数、泥石流运动状态等因素影响下梁式格栅坝调节作用的计算式,并结合室内水槽模拟试验结果通过最小二乘法确定计算式中的相应系数,计算值与试验值有较好的吻合度。研究成果可为梁式格栅坝的工程优化设计提供科学合理的依据与技术支持,有助于对梁式格栅坝的调控效果做出客观评价,使梁式格栅坝更好地为防灾减灾服务。

摘要：对于防治工程的设计,泥石流冲击力是一个很重要的参数,其冲击力的大小要准确地进行估计是很困难的,并且由于泥石流的破坏性很强,很难在野外进行冲击力的测量。为了减小模型尺度带来的影响,利用大型水槽进行泥石流冲击力实验,并对得到的冲击力信号进行小波降噪处理。通过比较降噪后重构的信号及降噪后的信号发现,降噪后的泥石流冲击力信号可作为液相浆体的冲击力过程线。对采集到的泥石流冲击力数据分析后发现,泥石流液相浆体的冲击力计算公式p=Kρfv2中的系数K接近于0.5。

摘要：对于一些性质复杂,滑坡推力巨大的边(滑)坡,单一的抗滑结构对其整治已显得无能为力,于是各种组合抗滑结构应运而生,然而目前对采用组合防治结构加固边坡稳定性的研究又十分稀缺。因此,以桩锚组合结构加固边坡为例,运用极限分析上限定理,推导出了地震作用下桩锚组合结构加固边坡中抗滑桩所需提供抗力的计算公式以及该加固边坡的屈服加速度计算公式,并提出了永久位移的预测方法,为地震带边坡防治结构的设计提供理论依据。通过对桩锚组合结构加固的实例边坡的计算分析,得到了在确定的锚索布置条件下,抗滑桩所需提供抗力和边坡屈服加速度与地震系数、抗滑桩布置位置、边坡特性和坡体材料特性等因素相关关系的一系列研究结果,揭示了地震作用下桩锚组合结构加固边坡的稳定性。

摘要：针对抗滑群桩设计理论方面存在的问题,即荷载传递及滑坡推力分配的不确定性,基于极限分析的上限定理,给出了一种抗滑群桩的设计方法,即人为增大第一排抗滑桩的桩间距,并按极限土压力公式设计,作用在第二排抗滑桩上的荷载则按照上限定理给出。根据上述思想,并结合滑坡能量安全系数的定义和多块体体系速度场计算方法,提出了抗滑群桩的一种设计理论。

摘要：基于水土耦合机制的泥石流预报方法采用小流域为基本预报单元,较为完整地体现了流域尺度上泥石流的形成过程,具有极高的推广应用价值.基于该预报方法,借助GIS强大的空间数据处理功能、Fortran高效的计算能力和C#优秀的可视化界面设计功能,设计并实现了具有较好人机交互界面的四川省区域泥石流预报系统.以2013年7月9日四川省境内大规模泥石流灾害事件作为系统的检验实例,运行结果表明:系统不仅具有运行稳定,操作简单,运算速度快和自动展示预报结果的特点,而且具有较高的预报精度,较低的漏报率和误报率.所以,系统的运行效率和预报精度均能很好地满足泥石流减灾的需求.

摘要：泥石流内部速度是泥石流动力学分析与防治工程设计中最重要的参数之一。以黏度较高的丙烯酸树脂与乙酸乙脂混合液模拟泥石流的黏性,以粒径均匀的玻璃微珠作为两相流的固相颗粒,利用PIV流场测量系统,研究了含砂水流与泥石流中颗粒运动过程、垂向流速的分布规律;借助高桥堡水石流固体颗粒流速分布模型,计算了不同颗粒粒径条件下泥石流垂向流速分布,并与前人研究成果进行比较。结果表明:流体黏性较高条件下,颗粒在整个过流断面上分布更均匀,试验中垂向流速测量结果与高桥堡模型计算值吻合良好(u/us>0.3),而与含砂水流条件下的测量结果差异明显;两相流中固体颗粒垂线流速分布是否存在反"S"曲线分布,主要与流体的黏性及颗粒在液相中分布的均匀程度有关。

摘要：拦砂坝溢流口过流能力的大小是工程设计中的关键参数之一,也是影响坝体安全的重要设计参数。结合泥石流过流特点,分析推导了拦砂坝溢流口过流能力的参数计算式;在此基础上,通过水槽实验建立了流量系数的经验公式。水槽实验表明,溢流口过流能力随泥石流密度的增大而减小,随沟道坡度的增大而增大,随相对沟道宽度的增大而增大,溢流口位置与沟道中心相对者大,溢流口位置与沟道中心偏离者小。与现有计算方法相比,所提通过理论推导和水槽实验建立起的拦砂坝溢流口过流能力参数计算式,计算结果更为精确可靠,可用于泥石流拦砂坝溢流口设计时的过流能力验算。

摘要：沟床冲刷深度是泥石流灾害防治工程设计最重要的参数之一,但到目前为止,关于黏性泥石流沟床冲刷的研究较少,沟床冲刷深度还没有权威可信的计算方法,是泥石流防治工程设计急需解决的技术问题。详细分析了黏性泥石流及可能冲刷沟床运动过程中受力情况,推导出黏性泥石流沟床最大冲刷深度计算公式。公式表明黏性泥石流沟床冲刷深度随泥石流泥深、泥石流重度和沟床纵比降及沟床堆积土体黏性的增大而增大,随沟床堆积土体内摩擦角的增大而减小。与现有计算方法相比,公式基于严格理论推导,计算结果更为精确,可用于计算已发生泥石流地区的不同频率的泥石流的冲刷深度,并举例说明了计算公式的实用价值,其结果为泥石流防治工程设计提供技术支撑。

摘要：永久性地面变形(permanent ground deformation,PGD)是造成山地管道屈曲断裂泄露并导致重大生命、财产损失的主要原因之一。现有PGD区山地管道“基于应变”的设计及安全性评估方法和技术标准对在役高钢级管道安全性评估偏于危险,亟待对其进行进一步的研究。针对山地复杂PDG工况下的“许用应变”及“计算应变”,从山地管道的主要失效模式着手,对山地管道管–土相互作用的应变计算方法(解析法、数值分析法及试验法)及安全性评估方法的技术现状及存在问题进行了分析,并结合我国山地管道未来的发展趋势及生产需要,提出了考虑在役管道的实际工况,进行基于管–土相互作用规律的设计及安全性评估方法的研究路径和内容。