泥石流柔性网防护优化设计与应用

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中文摘要：在传统柔性网拦砂坝的基础上，设计出新型柔性网防护。与传统柔性网拦砂坝而言，该柔性网防护增加了柔性网层数，扩大柔性网防护适用范围；设计合理的层间距，使得堆积体达到最理想的稳定状态。为研究柔性网的使用效果，进行了一系列的水槽模拟实验及堆积体数值模拟；并对秦岭某矿区矿渣堆积点谢家沟进行泥石流运动特征的分析及数值模拟，根据结果进行柔性网防护设计，为泥石流的防护提供参考。在实验、数值模拟及运用中发现： (1)柔性网防护在一定条件下，可以进行重复性实验，误差对结果影响不大，具有良好的拦粗排细效果。 (2)在确定柔性网防护适用范围的实验中，主要研究了容重对柔性网拦砂效果的分析，随着容重的增加，对大于柔性网防护网孔的颗粒都能较好的拦截，拦粗功能效果良好；而小于柔性网防护网孔的颗粒的，随着容重的增加，排细功能下降，被拦截后填充大颗粒的孔隙，影响柔性网防护的使用寿命；容重小于2.2t/m3，柔性网防护效果较为拦粗排细效果显著。 (3)同时研究了柔性网防护前的回淤形态变化，得出不同的层间距以及不同容重下回淤纵坡曲线特点。该曲线并非线性减少，而是先增加后减小的曲线关系；同一容重，随着层间距的增加，回淤纵坡厚度有所增加，同一层间距，随着容重的增加，回淤厚度增加。对柔性网防护间的堆积体按照1∶500的比例增加后，对堆积体进行数值模拟分析，发现随着层间距的增加，堆积体稳定性增强。 (4)对秦岭矿区矿渣堆积点谢家沟进行柔性网防护应用分析。沟道下游进行泥石流运动特征计算，假设百年一遇的降水中的清水洪峰量为8.1m3/s，所形成的泥石流的峰值流量为12.74m3/s；在泥石流峰值历时40min情况下，一次过流总量为6176m3，一次固体冲出量1853m3；泥石流的平均流速为4.9m/s，冲击力达到44.3KN，最大冲起高度为1.96m。同时利用数值模拟泥石流运动过程、流速及泥深变化，基于此对柔性网防护进行设计运用。

作者：

乔少南

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关键词：

柔性网防护拦砂效果分析淤积形态分析柔性网防护应用

授予学位：

硕士

学科专业：

地质工程

导师：

王家鼎

学位年度：

2020

学位授予单位：

西北大学

语种：

中文

中图分类号：