高海拔地区宽级配泥石流冲击拦砂坝试验研究

• 作者: 何胜庆 郑达 张文
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 宽级配 泥石流 拦砂坝 冲击特性 物理模拟试验
• 年，卷（期）: 2024,（1）
• 页码范围: 123-134
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202211009

摘要

在高海拔地区，由于山高谷深，坡表物质受物理风化严重，物源级配宽度范围大，泥石流的发育频率高，冲击力大，导致拦砂坝损毁严重。为研究高海拔地区宽级配泥石流对拦砂坝的冲击规律，以西藏地区发育的泥石流为原型，建立宽级配泥石流冲击拦砂坝的物理试验模型，选取泥石流容重、水槽坡度与泥石流固相最大粒径为变量，进行27组水槽试验，研究冲击力特征。结果表明：（1）宽级配泥石流在冲击拦砂坝过程中经历“冲击爬高、旋滚回流、堆积回淤”3个接触演化阶段，泥石流容重越小，爬高越大，冲淤过程的阶段性表现越明显；（2）拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流容重的增大而减小，在相同坡度和级配的条件下，容重越大，水流携带固体物源运动越困难，泥石流流速降低，泥石流的冲击力减小；（3）拦砂坝的坝前冲击力随沟槽坡度增大而增大，沟槽坡度越大，宽级配泥石流的流速和流深越大，泥石流冲击力就越大，并且泥石流固相粒径越大，坡度对冲击力的影响效果越明显；（4）拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流固相最大粒径增大而增大，且变化趋势较泥石流容重及沟槽坡度条件改变时更加显著，最大粒径与泥石流流速、流深没有明显规律关系。研究成果将为宽级配泥石流防治和研究提供一定的数据参考。