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题名级配与拦挡位置对滑坡碎屑流运动影响研究
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作者
韩培锋
李兴凯
田述军
樊晓一
刘之葵
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机构
西南科技大学(绵阳)土木工程与建筑学院
广西岩土力学与工程重点实验室
自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室(福建省地质灾害重点实验室)
西南石油大学(成都)土木工程与测绘学院
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出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1422-1433,共12页
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基金
广西岩土力学与工程重点实验室开放研究基金项目(20–Y–KF–03)
自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室(福建省地质灾害重点实验室)开放研究基金项目(FJKLGH2022K006)
非饱和土力学特性及工程技术四川省高校工程研究中心开放基金项目(SC-FBHT202201)。
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文摘
为了研究不同级配的高位滑坡碎屑流经多级偏转后冲击不同拦挡结构的运动特性以及致灾效应,结合自然地形构建固定坡度和偏转角度均为45°的离散元模型,并利用DEM软件进行数值模拟分析不同拦挡工况和不同级配对碎屑流颗粒运动过程中能量耗散、最终堆积形态,以及碎屑流冲击挡板的作用高度的影响,进而建立相关冲击力学模型。研究结果显示:(1)上下均设置挡板的工况能有效减缓碎屑流颗粒的平均动能和势能,且能有效降低颗粒流翻越挡板的数量,并降低颗粒流的最大运动距离从而减小致灾范围;随着颗粒组级配的增大,势能时程曲线分散点出现的时间越晚,颗粒流最终堆积面积中细颗粒组最大,粗颗粒组最小。(2)当滑槽底部反作用力位置取2/3静止堆积体长度时,计算所得碎屑流最大冲击作用高度与模拟试验结果相接近,力学模型计算的冲击作用高度在0.017~0.138 m。在实际工程中,可按研究相似比对此范围进行加强抗冲击防护。(3)由于侧板的切向力和“颗粒分选效应”,大颗粒会主要冲击挡板的中上部,小颗粒主要冲击挡板的下部,并受偏转角影响集中在一侧,因此工程设计可根据实际情况避免在沟道偏转方向的反向建设工程。研究结果可为高位滑坡碎屑流灾害的治理防护提供参考。
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关键词
安全工程
山地灾害防治
滑坡碎屑流
分级拦挡
离散元法(DEM)
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Keywords
safety engineering
mountain hazard control
landslide debris flow
graded interception
Discrete Element Method(DEM)
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分类号
X43
[环境科学与工程—灾害防治]
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