泥石流流速横向分布特征与防治工程结构优化
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摘要
以往研究表明，泥石流流速在沟道横断面上分布不均，但目前尚无理论依据，国内现行相关规范暂时建议在泥石流拦挡坝、排导槽等防治工程设计时，流速、荷载按均布考虑，这与实际的受荷情况有所差别，从而导致防治工程局部稳定性偏小，极易发生工程失效。为此，基于冲淤平衡原理、流体均质假设及沟道横断面形状的合理简化，结合雨洪修正法与形态断面法相关原理，演绎了沟道横断面任意位置流速计算公式的推导过程，并获取了泥石流流速的横向分布的非线性特征。通过四川省地震灾区理县甲司口沟泥石流防治工程的实例分析，发现横向上泥石流的中泓线流速与两侧流速相差达到300%。据此对拦砂坝进行了结构优化设计，在确保功能的前提下，提高了坝体稳定性系数约20%，节约了工程造价约5%。