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1、26卷第2期218～222页山地学报Vol.26,No.2pp218～2222008年3月JOURNALOFMOUNTAINSCIENCEMar.,2008文章编号:1008-2786-(2008)2-218-05泥石流直墙V型排导槽横断面优化设计1,21,2游勇,柳金峰(1.中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室,四川成都610041;2.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,四川成都610041)摘要:排导槽横断面的形状及尺寸是泥石流排导槽设计的重要参数,如何合理选择过流断面的形状和尺寸,使泥石流排导槽具有最佳的排泄能力,目前国内外的研究还比较少涉及。直墙V型
2、断面排导槽是目前泥石流防治工程中广泛采用的横断面形状之一,以其为研究对象,对它的水力条件进行了分析,并对横断面的优化设计进行了探讨。泥石流排导槽的断面形态系数(M)定义为湿周(P)与水力半径(R)之比,直墙V型排导槽水力最佳时相应的21/2断面形态参数M=[8(1+mV)-4]/mV,直墙“V”型排导槽水力条件最佳时的断面形态参数M仅与槽底横坡系数有关。假定在已知泥石流直墙V型排导槽排泄流量Q、槽底纵比降I以及泥石流体颗粒级配特征的条件下,推导出了联合求解最优水力条件下直墙V型槽断面形态尺寸的组合公式,并以大渡河上游左岸的一级支沟把丫沟为例,对该沟的泥石流排导槽横断面
3、进行了优化设计。关键词:泥石流;直墙V型排导槽;断面优化设计中图分类号:P642123,TV3文献标识码:A[13]传统的梯形和矩形平底横断面形式的排导槽基探讨了V型排导槽的断面形态参数,但没有对如本上是按一般挟砂水流的规律进行设计,较少考虑何优化横断面设计作进一步研究。为此本文对泥石到泥石流的特点。由于泥石流流体中的固体物质的流直墙V型横断面排导槽的优化设计进行了探讨。含量和颗粒粒径都远远大于挟砂水流,泥石流的物理力学性质、运动规律与挟砂水流有明显区别,传统1直墙V型排导槽最佳水力横断面槽型的排导槽在排泄泥石流时常出现堵塞、淤积等[1-8][9]现象,效果较差。王继
4、康等通过分析与实践,泥石流排导槽的设计,通常是初选断面形状,一提出了有利于泥石流固体物质输移的V型横断面般情况下,梯形或矩形断面的排导槽适用一切类型排导槽,并在工程实际中取得了良好的效果;他在假和规模的泥石流,而V型排导槽适用频繁发生,规定过流断面面积相同的情况下,对尖底V型、圆底模较小的粘性泥石流;再按最大流量和允许流速计圆型、平底梯型、平底矩型4种不同槽型特定断面型算横断面面积;并根据经验确定宽深比,对V型排[10]状的排导槽的水力条件进行了分析。费祥俊等导槽,宽深比一般采用115～4;最后确定断面尺寸。对边坡系数均为2的直墙V型和梯型排导槽的水目前的设计有较大的
5、人为选择因素,不同的人设计[11]力条件进行分析比较。张开平以流量、起动流速出的横断面尺寸可能会有较大的差别,也没有给出及工程投资为3个限制条件,对排导槽工程优化设如何确定水力最佳条件下横断面尺寸的方法。[12]计进行了探讨。本文的作者曾通过分析推导,得泥石流排导槽的水力最佳断面是指在纵坡I、到V型槽的最佳水力条件,并从水力最佳的角度来糙率系数n和设计流量Q一定时,过流断面面积A收稿日期(Receiveddate):2007-11-20;改回日期(Accepted):2008-02-20。基金项目(Foundationitem):国家科技支撑计划(2006BAC10B
6、04),中国科学院知识创新工程重要方向性项目(kzcx2-YW-302)资助。[Sup2portedbytheChineseNationalKeyTechnologyR&DProgram(2006BAC10B04)andtheFoundationofKnowledgeInnovationProgram,CAS(kzcx2-YW-302)]作者简介(Biography):游勇(1964–),男,硕士,研究员,主要从事山地灾害及防治工程方面的研究工作。[YouYong(1964–),male,Master,Professor,Specializedonmountainha
7、zardsandpreventingproject1]E-mail:youyongsc@yahoo1com1cn第2期游勇,柳金峰:泥石流直墙V型排导槽横断面优化设计219最小的断面,即以最小的过流面积通过设计流量。泥石流的能力。下面对直墙V型横断面排导槽排为了寻求最佳水力断面的表达式,引入排导槽断面泄粘性泥石流情况下的横断面优化设计进行分析。形态参数指标,断面形态参数M定义为断面湿周P1相关设计参数的确定与水力半径R之比,有21111粘性泥石流流量Q2PPA粘性泥石流的流量可以通过形态调查法、配方M===2(1)RAR法、实测统计法等方法计算确定,
