泥石流沖擊作用下新型楔擋分流結構動力響應分析.pdf

1、泥石流作為典型的地質災害，其危害巨大，對泥石流區(qū)域人民的生命財產及生態(tài)環(huán)境造成巨大威脅，對建筑物具有極強的破壞力，嚴重制約當?shù)亟洕l(fā)展。隨著全球氣候變暖，極端天氣導致強降雨的頻繁出現(xiàn)，再加上重大工程開工建設等人類活動的影響，滑坡、泥石流等突發(fā)性地質災害日益頻繁，呈現(xiàn)出頻發(fā)性、廣泛性、破壞性的空前態(tài)勢，并在不斷地刷新歷史紀錄。攔擋壩是泥石流治理中一種重要的防治結構，其具有安全、可靠、造價低廉的優(yōu)點。隨著當前泥石流自然災害的日益加劇，以前單

2、一低效的防治結構已不足以應付大型泥石流的危害。對于攔擋結構的選擇，更應注意可靠性、高效性、經濟性、可行性、施工方便等因素。本課題針對當前泥石流攔擋結構的諸多缺點，提出了一種新型的攔擋結構——楔擋分流結構，通過工程數(shù)值模擬軟件ANSYS Workbench對設計的新型楔擋分流結構在泥石流沖擊作用下的動力響應進行了數(shù)值模擬，主要內容如下:
　　 (l)論述了有關泥石流防治技術的認識與研究及目前流固耦合國內外研究現(xiàn)狀;介紹了流固耦合的

3、基本理論及泥石流與結構流固耦合求解方法。
　　 (2)結合實地調研，設計出新型攔擋結構體系——楔擋分流結構。研究解決具體設計問題，如尺寸、材料、細部構造，泥石流沖擊力的計算方法等;運用工程數(shù)值模擬軟件ANSYS Workbench對設計的新型楔擋分流結構在泥石流沖擊作用下的動力響應進行數(shù)值模擬，并在流體分析軟件CFX中對黏性泥石流流場進行了模擬，得到泥石流速度場及壓力場的大小及分布;通過耦合面荷載的傳遞，把泥石流域的壓力場作為荷

4、載作用于結構域上，最終得到結構的位移與應力。
　　 (3)改變結構參數(shù)，做幾組不同結構進行對比研究，以比較出各類結構的優(yōu)缺點和應用面，突出新型攔擋結構體系的優(yōu)越性。通過對比分析不同楔擋角度的新型楔擋分流結構，得到一些有益的結論。研究表明:楔擋分流結構的楔擋角度越大，結構所受應力就越大，容易破壞。綜合流速和角度的關系，得到600的楔擋分流結構綜合攔擋分流效果最佳。
　　 (4)提出新型楔擋分流結構與交錯槽結合的新型結構體系