泥石流沖擊作用下新型楔擋分流結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析.pdf

1、泥石流作為典型的地質(zhì)災(zāi)害，其危害巨大，對泥石流區(qū)域人民的生命財(cái)產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境造成巨大威脅，對建筑物具有極強(qiáng)的破壞力，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著全球氣候變暖，極端天氣導(dǎo)致強(qiáng)降雨的頻繁出現(xiàn)，再加上重大工程開工建設(shè)等人類活動的影響，滑坡、泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害日益頻繁，呈現(xiàn)出頻發(fā)性、廣泛性、破壞性的空前態(tài)勢，并在不斷地刷新歷史紀(jì)錄。攔擋壩是泥石流治理中一種重要的防治結(jié)構(gòu)，其具有安全、可靠、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。隨著當(dāng)前泥石流自然災(zāi)害的日益加劇，以前單

2、一低效的防治結(jié)構(gòu)已不足以應(yīng)付大型泥石流的危害。對于攔擋結(jié)構(gòu)的選擇，更應(yīng)注意可靠性、高效性、經(jīng)濟(jì)性、可行性、施工方便等因素。本課題針對當(dāng)前泥石流攔擋結(jié)構(gòu)的諸多缺點(diǎn)，提出了一種新型的攔擋結(jié)構(gòu)——楔擋分流結(jié)構(gòu)，通過工程數(shù)值模擬軟件ANSYS Workbench對設(shè)計(jì)的新型楔擋分流結(jié)構(gòu)在泥石流沖擊作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要內(nèi)容如下:
　　 (l)論述了有關(guān)泥石流防治技術(shù)的認(rèn)識與研究及目前流固耦合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;介紹了流固耦合的

3、基本理論及泥石流與結(jié)構(gòu)流固耦合求解方法。
　　 (2)結(jié)合實(shí)地調(diào)研，設(shè)計(jì)出新型攔擋結(jié)構(gòu)體系——楔擋分流結(jié)構(gòu)。研究解決具體設(shè)計(jì)問題，如尺寸、材料、細(xì)部構(gòu)造，泥石流沖擊力的計(jì)算方法等;運(yùn)用工程數(shù)值模擬軟件ANSYS Workbench對設(shè)計(jì)的新型楔擋分流結(jié)構(gòu)在泥石流沖擊作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并在流體分析軟件CFX中對黏性泥石流流場進(jìn)行了模擬，得到泥石流速度場及壓力場的大小及分布;通過耦合面荷載的傳遞，把泥石流域的壓力場作為荷

4、載作用于結(jié)構(gòu)域上，最終得到結(jié)構(gòu)的位移與應(yīng)力。
　　 (3)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)，做幾組不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比研究，以比較出各類結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用面，突出新型攔擋結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)越性。通過對比分析不同楔擋角度的新型楔擋分流結(jié)構(gòu)，得到一些有益的結(jié)論。研究表明:楔擋分流結(jié)構(gòu)的楔擋角度越大，結(jié)構(gòu)所受應(yīng)力就越大，容易破壞。綜合流速和角度的關(guān)系，得到600的楔擋分流結(jié)構(gòu)綜合攔擋分流效果最佳。
　　 (4)提出新型楔擋分流結(jié)構(gòu)與交錯槽結(jié)合的新型結(jié)構(gòu)體系