泥石流攔擋壩的加高加固方案及對(duì)比研究.pdf

1、在我國(guó)西北、西南地區(qū)泥石流活動(dòng)頻繁爆發(fā)，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了巨大的損失。由于漿砌石攔擋壩見(jiàn)效快、易修建、就地取材、耐久性好等特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于泥石流的治理中，但是在大大小小的泥石流作用下，使得攔擋壩的庫(kù)容已經(jīng)淤滿(mǎn)，而且由于設(shè)計(jì)、選址的問(wèn)題，許多的攔擋壩在壩基、壩肩及壩體處已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的破壞，如果不加以加固，在大規(guī)模泥石流爆發(fā)時(shí)有可能發(fā)生潰壩危險(xiǎn)，造成下游更大的災(zāi)害。本文提出了攔擋壩加高加固的兩種方案，分別為重力式加高加固方案

2、和扶壁式加高加固方案。
　　首先把流體產(chǎn)生的各種荷載看作靜力荷載施加在壩體上，采用工程方法計(jì)算了它的穩(wěn)定性和壩基最大最小壓應(yīng)力，通過(guò)對(duì)比得出重力式加高加固方案抗滑移穩(wěn)定性較好，而抗傾覆能力扶壁式加高加固方案較強(qiáng)，并且扶壁式加高加固方案產(chǎn)生的基底壓力較均勻。通過(guò)工程量清單的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)扶壁式方案的成本更小。
　　然后通過(guò)CFX軟件來(lái)簡(jiǎn)單模擬泥石流的溝道情況，把攔擋壩簡(jiǎn)化成懸臂結(jié)構(gòu)，得出泥石流通過(guò)壩體的最大流速達(dá)到34.26m/s

3、，并且最大流速發(fā)生在流體通過(guò)壩頂?shù)臅r(shí)刻；由于溝底的粗糙耗能作用，接近溝床流速幾乎為零，靠近水面處流速最大。當(dāng)流體達(dá)到攔擋壩時(shí)，由于壩體的作用流體流速減小，方向改變。流體翻越壩頂后在背水面產(chǎn)生禍流，說(shuō)明攔擋壩在減小泥石流流速，減弱其破壞能力方面可以起到預(yù)期的效果。泥石流對(duì)壩體的最大沖擊力為0.6026Mpa，底部泥石流沖擊力大于上部。泥石流龍頭效應(yīng)對(duì)壩體沖擊力影響并不明顯，當(dāng)在4s時(shí)泥石流對(duì)壩體的沖擊力趨于穩(wěn)定，并且達(dá)到最大值。
　

4、　最后應(yīng)用ANSYS Workbench軟件，給兩種壩體施加泥石流整體沖擊力和塊石撞擊力，得到它們?cè)诓煌瑫r(shí)間上的壩體位移和新舊壩體結(jié)合面上的剪應(yīng)力大小，得出兩種加高加固方案在塊石撞擊荷載作用下，壩體位移變化并不大，結(jié)構(gòu)的位移變化主要由泥石流整體沖擊力引起，兩種加高方案的整體位移變化趨勢(shì)相近：壩頂最大，壩底位移為零。在相同荷載作用下，壩體約6m以下兩種結(jié)構(gòu)位移幾乎相同，6m以上扶壁式的水平位移較重力式小。對(duì)于重力式加高加固方案，最大剪應(yīng)力