堰塞坝溃决动力演变过程与临界水力条件实验研究

发布时间：2021-05-20 16:54

　　我国西部强震区内滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害广泛分布,且高发频发,各类地质灾害夹带的松散物质极易堵塞狭窄的沟道和河道,形成类似于大坝的堰塞坝。堰塞坝不仅会导致回水淹没上游地区,而且一旦溃决,则往往诱发洪水和泥石流灾害,形成链式灾害,危害极大。由于堰塞坝溃决过程非常快,很难实时收集溃决时坝体轮廓变化和内部动力变化信息,且其溃决过程复杂、影响因素众多,开展相关研究极为不易,导致目前国内外对堰塞坝溃决动力演变过程及临界条件研究较少,已成为当前地质灾害链研究的重点和难点,急需开展研究。因此,本研究以强震区典型泥石流沟--构林坪沟内滑坡坝为原型,在收集基础资料、野外调查、实时监测、开展室内外土水力学参数测试的基础上,以室内水槽模拟实验为主要研究手段,设计由坝体尺寸、颗粒级配、低槽坡度和上游流量等不同控制因素组合的8组堰塞坝模拟情景,开展了堰塞坝漫顶溃决模拟实验,分析了堰塞坝漫顶溃决的动力演化过程,建立了堰塞坝的溃决纵向演化模式,探究了关键控制因素对坝体溃决过程的影响和作用,以揭示该类堰塞坝的溃决机理;并基于此,推算堰塞坝溃决的临界水力条件,并结合实际灾害事件对研究结果进行验证,以此为堰塞坝的监测... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题依据与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 堰塞体溃决过程研究
        1.2.2 堰塞坝稳定性预测及溃决临界条件研究
    1.3 研究目标、研究内容、研究方法与技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
    1.4 创新点
第二章 强震区典型泥石流沟——构林坪泥石流沟概况
    2.1 地理位置
    2.2 地质地貌
    2.3 气候水文
    2.4 植被土壤
    2.5 历史灾害事件
第三章 堰塞坝溃决实验设计
    3.1 实验目的
    3.2 实验材料准备
    3.3 基本参数测定
        3.3.1 取样点堆积物颗粒级配
        3.3.2 取样点堆积物比重
    3.4 实验装置
    3.5 实验布设
        3.5.1 堰塞坝的布设
        3.5.2 观测装置布设
        3.5.3 实验装置中仪器的布设
    3.6 关键控制因素选择
        3.6.1 底槽坡度
        3.6.2 坝体尺寸
        3.6.3 上流来水流量
        3.6.4 坝体颗粒级配
    3.7 实验组次
    3.8 实验过程
第四章 堰塞体溃决动力演变过程
    4.1 坝体内部含水率变化过程
    4.2 坝体溃决纵向演化过程
    4.3 坝体溃决横向演化过程
    4.4 坝体溃决过程流速、流深及侵蚀速率变化
    4.5 侵蚀速率与剪切应力、抗侵蚀能力的关系分析
    4.6 坝体溃决纵向演化模式
    4.7 本章小结
第五章 不同控制因素对坝体溃决的影响
    5.1 颗粒级配对坝体溃决过程的影响
        5.1.1 坝体溃决纵向演化过程对比
        5.1.2 坝体内部含水率对比
        5.1.3 坝前最大水深对比
        5.1.4 侵蚀速率对比
    5.2 上游来水流量对坝体溃决过程的影响
        5.2.1 坝体溃决纵向演化过程对比
        5.2.2 坝体内部含水率对比
        5.2.3 坝前最大水深对比
        5.2.4 侵蚀速率对比
    5.3 底槽坡度对坝体溃决过程的影响
        5.3.1 坝体溃决纵向演化过程对比
        5.3.2 坝体内部含水率对比
        5.3.3 坝前最大水深对比
        5.3.4 侵蚀速率对比
    5.4 坝体尺寸对坝体溃决过程的影响
        5.4.1 坝体溃决纵向演化过程对比
        5.4.2 坝体内部含水率对比
        5.4.3 坝前最大水深对比
        5.4.4 侵蚀速率对比
    5.5 本章小结
第六章 堰塞坝溃决临界水头
    6.1 不均匀沙的起动速度计算公式
    6.2 溃口流量计算公式
    6.3 漫顶溃决的临界水头公式
    6.4 堰塞体溃决实例验证
        6.4.1 灾情介绍
        6.4.2 区域概况
        6.4.3 溃坝模式预测及计算
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 不足和展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]溃坝泥石流起动过程及其动力学特征[J]. 舒安平,朱福杨,王澍,沈真全.  水利学报. 2019(06)
[2]不同底床坡度下的堰塞坝溃决过程研究[J]. 蒋先刚,吴雷.  岩石力学与工程学报. 2019(S1)
[3]金沙江白格堰塞体结构形态与溃决特征研究[J]. 蔡耀军,栾约生,杨启贵,徐复兴,张胜军,石裕,易杜靓子.  人民长江. 2019(03)
[4]金沙江白格堰塞湖溃坝洪水分析[J]. 周兴波,杜效鹄,姚虞.  水力发电. 2019(03)
[5]2018年10月和11月金沙江白格两次滑坡-堰塞堵江事件分析研究[J]. 许强,郑光,李为乐,何朝阳,董秀军,郭晨,冯文凯.  工程地质学报. 2018(06)
[6]堰塞坝漫顶溃决过程数值模拟及应用[J]. 沈光泽,盛金保,向衍,钟启明.  岩土工程学报. 2018(S2)
[7]堰塞坝漫顶溃决机理与溃坝过程模拟[J]. 钟启明,陈生水,邓曌.  中国科学:技术科学. 2018(09)
[8]均质土坝漫顶溃坝过程数学模型研究及应用[J]. 钟启明,陈生水,邓曌.  水利学报. 2016(12)
[9]不同颗粒级配条件下堰塞坝溃决特征试验研究[J]. 王道正,陈晓清,罗志刚,陈华勇,赵万玉.  防灾减灾工程学报. 2016(05)
[10]滑坡型堰塞坝的形成条件与过程分析[J]. 庞林祥,莫大源,李爱华.  人民长江. 2016(11)

硕士论文
[1]红椿沟泥石流治理工程防灾效果数值模拟研究[D]. 杨国辉.成都理工大学 2016
[2]基于SWAT模型的白龙江流域生态修复效应模拟研究[D]. 李凯.兰州大学 2015
[3]唐家山堰塞坝形成机制及溃坝模式分析[D]. 王军桥.西南交通大学 2010



本文编号：3198104