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文檔簡介
1、泥石流是我國山區(qū)常見的自然災(zāi)害現(xiàn)象,具有爆發(fā)突然、運(yùn)動(dòng)快速、歷時(shí)短暫、破壞性大等特點(diǎn)。我國對泥石流災(zāi)害的治理始于20世紀(jì)50年代,到目前我國對泥石流的防治措施主要包括預(yù)防、預(yù)警預(yù)報(bào)和治理三大類措施。攔擋壩是治理工程中的主要工程措施,當(dāng)泥石流造成攔擋壩的一部分或全部破壞時(shí),不僅防災(zāi)功能喪失殆盡,不能有效防止泥石流災(zāi)害,反而還會(huì)顯著加重泥石流的危害。泥石流的沖擊力由泥石流漿體動(dòng)壓力和大塊石撞擊力兩部分組成,而大石塊的撞擊往往會(huì)使攔擋壩受到損
2、壞甚至破裂。為了有效提高泥石流攔擋壩抵抗大石塊沖擊的能力,本文提出一種新型彈簧格構(gòu)泥石流攔擋結(jié)構(gòu),對該種結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能進(jìn)行了分析研究,主要工作包括:
(1)根據(jù)調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度降低沖擊作用的原理,以前壩耗能,后壩承載的新理念為基礎(chǔ)提出了彈簧格構(gòu)泥石流攔擋壩。彈簧格構(gòu)壩由三部分組成:前部鋼架、中間彈簧、后部壩體。彈簧格構(gòu)壩在受到大塊石撞擊時(shí)首先接觸到前部鋼架,其發(fā)生塑性變形后壓縮中間彈簧,從而吸收了一部分能量起到了一定的緩沖作用,
3、避免了大塊石對混凝土壩體的直接沖擊破壞。
(2)建立了有限元模型,對普通重力式泥石流攔擋壩和彈簧格構(gòu)壩在大塊石沖擊作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬,從壩體的應(yīng)力分布情況,以及沖擊力、支反力、位移的大小和能量分配等方面對普通壩和彈簧格構(gòu)壩進(jìn)行了對比分析,驗(yàn)證彈簧格構(gòu)壩優(yōu)越的抗沖擊性能。
(3)為了較全面地分析大塊石撞擊時(shí)普通壩和彈簧格構(gòu)壩的動(dòng)力響應(yīng),文中分別討論了不同撞擊質(zhì)量、不同撞擊速度、不同撞擊高度、不同彈簧剛度對普通
4、壩和彈簧格構(gòu)壩的最大沖擊力、最大支反力、最大壩頂位移的影響,得到了各參數(shù)對壩體抗沖擊性能的影響規(guī)律。
(4)在有限元分析的基礎(chǔ)上,通過自主設(shè)計(jì)的斜向沖擊試驗(yàn)加載平臺(tái),對普通壩和彈簧格構(gòu)壩進(jìn)行抗沖擊性能試驗(yàn)研究。對壩體的位移、加速度及應(yīng)力分布情況進(jìn)行了測量,并用高速攝像機(jī)對結(jié)構(gòu)受沖擊歷程和破壞過程進(jìn)行拍攝,對比分析了不同沖擊高度和不同沖擊質(zhì)量下彈簧格構(gòu)壩與普通壩的抗沖擊性能。
通過以上工作,可以了解彈簧格構(gòu)壩在沖擊作用
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