公路泥石流排導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.pdf

1、泥石流是山區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害。我國(guó)山地約占國(guó)土面積的三分之二，是世界上泥石流分布較廣泛和災(zāi)害較嚴(yán)重的國(guó)家之一。隨著山區(qū)經(jīng)濟(jì)開發(fā)和公路的伸展，公路遇到的泥石流災(zāi)害亦隨之增加。我國(guó)每年雨季因此而造成的斷道、搶險(xiǎn)、養(yǎng)護(hù)和整治費(fèi)用以及直接與間接的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)以億元計(jì)，人員傷亡、設(shè)備被毀和行車安全事故時(shí)有發(fā)生，成為山區(qū)公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的重要制約因素。山區(qū)公路泥石流災(zāi)害的治理亟待研究。針對(duì)常見的公路泥石流防治結(jié)構(gòu)-泥石流排導(dǎo)結(jié)構(gòu)，本文綜合運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)

2、、彈性力學(xué)、材料力學(xué)、高等土力學(xué)等學(xué)科理論對(duì)排導(dǎo)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進(jìn)行了詳細(xì)的分析，重點(diǎn)研究了底越式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)和頂越式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，為公路泥石流防治結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供理論支撐。取得的研究成果如下：
　　 (1)針對(duì)大塊石沖擊力往往導(dǎo)致防治結(jié)構(gòu)的破壞，而常用的泥石流大塊石沖擊力采用船筏撞擊力導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果很大，無(wú)法運(yùn)用到工程實(shí)際中，本文采用能量法對(duì)泥石流大塊石的沖擊力進(jìn)行了計(jì)算，這種計(jì)算方法為泥石流防治結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了又一種思路。
　

3、　 (2)對(duì)匯流槽在泥石流沖擊力作用下的內(nèi)力進(jìn)行了分析，為簡(jiǎn)化計(jì)算，便于應(yīng)用于實(shí)際工程，把匯流槽看作懸臂梁進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，沖擊荷載包括了泥石流體和泥石流體中大塊石的沖擊力。其中大塊石沖擊力同時(shí)采用船筏撞擊力公式和基于能量法推導(dǎo)的沖擊力公式進(jìn)行計(jì)算。
　　 (3)針對(duì)常用的泥石流排導(dǎo)結(jié)構(gòu)-V型排導(dǎo)結(jié)構(gòu)，基于V型排導(dǎo)槽的受荷模式及邊界條件，運(yùn)用朗肯土壓力理論和Winkler彈性地基梁計(jì)算理論建立了V型排導(dǎo)結(jié)構(gòu)側(cè)墻和槽底的計(jì)算方法，并

4、以平川泥石流防治工程為例進(jìn)行了V型排導(dǎo)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
　　 (4)由于上述Winkler彈性地基梁理論很復(fù)雜，不適合在工程實(shí)際中應(yīng)用，為便于運(yùn)用到實(shí)際工程，對(duì)排導(dǎo)底越式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)槽底計(jì)算方法-Winkler彈性地基梁計(jì)算理論進(jìn)行簡(jiǎn)化，采用反力直線法進(jìn)行計(jì)算，該方法假定地基反力是按直線規(guī)律分布的，其地基反力圖形在對(duì)稱荷載作用下是矩形的，在偏心荷載作用下是梯形的。由于該假定沒(méi)有考慮基礎(chǔ)和地基變形的一致性，因此不論荷載及其分布情況如何

5、，基礎(chǔ)剛度和土壤的力學(xué)性質(zhì)如何都可直接用材料力學(xué)的中心或偏心受壓公式計(jì)算出地基反力，具有計(jì)算簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。由于該方法沒(méi)有考慮基礎(chǔ)梁和地基之間的變形協(xié)調(diào)，因而其計(jì)算結(jié)果不精確。本文在進(jìn)行了大量的計(jì)算基礎(chǔ)之上給出了一個(gè)可參考的簡(jiǎn)化系數(shù)，為底越式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考。
　　 (5)針對(duì)在特殊地形條件下需要采用的頂越式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)，本文依次對(duì)頂越式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)主體的各個(gè)部分進(jìn)行內(nèi)力分析，依次為：槽身、支撐結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)。為頂越式排導(dǎo)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供理