窗口坝是常用泥石流拦挡坝之一,其泥砂粒径调节能力是窗口坝设计的主要考虑因素,也是目前急需解决的基本问题。通过试验对窗口坝拦截不同性质泥石流的泥砂粒径调节功能进行了探讨,初步研究结果表明:窗口坝具有一定拦粗排细功能,拦粗排细效果对黏性泥石流最差;提出了临界粒径的概念并给出了临界粒径变化范围;临界粒径的大小与变化范围受泥石流性质和窗口坝闭塞类型(全闭塞、部分闭塞、不闭塞)的影响;就同一坝而言,拦截泥砂的临界粒径随泥石流密度增加而增大。
Abstract
Window-frame dam is a common measure in debris flow prevention engineering. The function of changing sediment size distribution is one of the main factors in the design of window-frame dam, and is also an urgent issue to be solved. In order to improve the design methods, we conduct a series of experiments to research the function of changing sediment size distribution of window-frame dam. Results show that 1) window-frame dam has a function of trapping coarse sand and discharging fine sand, and this function has a worst performance for viscous debris flow compared with trapping sub-viscous and intermediate debris flow; 2) we put forward the concept of critical particle size for the first time and give a variation range of critical particle; 3) the critical particle size and its variation range were affected by the density of debris flow and the type of window-frame dam (totally blocked, partially blocked, and open dams); 4) the critical particle size increases with the increase of density of debris flow for the same window-frame dam.
关键词
窗口坝 /
泥石流 /
粒径调节 /
闭塞类型 /
临界粒径
Key words
window-frame dam /
debris flows /
change of sediment size distribution /
blocked type /
critical particle size
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参考文献
[1] 费祥俊, 舒安平. 泥石流运动机理与灾害防治 [M]. 北京: 清华大学出版社, 2004, 293.
[2] 唐邦兴, 李宪文,吴积善,等. 山洪泥石流滑坡灾害及防治 [M]. 北京:科学出版社, 1994:460.
[3] 康志成, 李焯芬, 马蔼乃. 中国泥石流研究[M]. 北京: 科学出版社,2004.
[4] 周必凡, 李德基, 吕孺人,等. 泥石流防治指南[M]. 北京: 科学出版社, 1991.
[5] 康志成, 罗德富, 张 军,等. 中国泥石流灾害与防治[M]. 北京: 科学出版社, 1996.
[6] 李德基. 透水型拦挡坝在泥石流防治中的应用[J]. 中国地质灾害与防治学报, 1997, 8(4): 60-66.
[7] 游 勇, 陈兴长, 柳金峰. 汶川地震后四川安县甘沟堵溃泥石流及其对策 [J]. 山地学报, 2011, 29(3): 320-327.
[8] 柳金峰, 游 勇, 陈兴长. 震后堵溃泥石流的特征及防治对策研究——以四川省平武县唐房沟为例 [J]. 四川大学学报( 工程科学版), 2010, 42(5): 68-75.
[9] 贾世涛. 拦沙坝对泥石流调控机制的试验研究[D]. 成都: 西南交通大学,2011.
[10]贾世涛, 崔 鹏, 陈晓清,等. 拦沙坝调节泥石流拦挡与输移性能的试验研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2011, 30(11): 2338-2345.
[11]韩文兵. 泥石流缝隙坝拦砂性能基础研究[D]. 成都: 中国科学院研究生院,2007.
[12]郭晓军, 崔 鹏, 向灵芝,等. 高家沟泥石流和深溪沟泥石流灾害特征[J]. 灾害学, 2012, 27(3): 81-85.
[13]周必凡, 李德基, 罗德富,等. 泥石流防治指南[M].北京:科学出版社, 1991:96-100.
基金
国家科技支撑计划项目(2012BAC06B02);中国科学院重点部署项目(KZZDEW050104)