公路泥石流排導結構設計原理.pdf

1、泥石流是山區(qū)常見的地質(zhì)災害。我國山地約占國土面積的三分之二，是世界上泥石流分布較廣泛和災害較嚴重的國家之一。隨著山區(qū)經(jīng)濟開發(fā)和公路的伸展，公路遇到的泥石流災害亦隨之增加。我國每年雨季因此而造成的斷道、搶險、養(yǎng)護和整治費用以及直接與間接的經(jīng)濟損失數(shù)以億元計，人員傷亡、設備被毀和行車安全事故時有發(fā)生，成為山區(qū)公路建設和運營管理的重要制約因素。山區(qū)公路泥石流災害的治理亟待研究。針對常見的公路泥石流防治結構-泥石流排導結構，本文綜合運用結構力學

2、、彈性力學、材料力學、高等土力學等學科理論對排導結構的內(nèi)力進行了詳細的分析，重點研究了底越式排導結構和頂越式排導結構的設計方法，為公路泥石流防治結構的設計提供理論支撐。取得的研究成果如下：
　　 (1)針對大塊石沖擊力往往導致防治結構的破壞，而常用的泥石流大塊石沖擊力采用船筏撞擊力導致計算結果很大，無法運用到工程實際中，本文采用能量法對泥石流大塊石的沖擊力進行了計算，這種計算方法為泥石流防治結構的設計提供了又一種思路。
　

3、　 (2)對匯流槽在泥石流沖擊力作用下的內(nèi)力進行了分析，為簡化計算，便于應用于實際工程，把匯流槽看作懸臂梁進行內(nèi)力計算，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采用船筏撞擊力公式和基于能量法推導的沖擊力公式進行計算。
　　 (3)針對常用的泥石流排導結構-V型排導結構，基于V型排導槽的受荷模式及邊界條件，運用朗肯土壓力理論和Winkler彈性地基梁計算理論建立了V型排導結構側墻和槽底的計算方法，并

4、以平川泥石流防治工程為例進行了V型排導結構的設計計算。
　　 (4)由于上述Winkler彈性地基梁理論很復雜，不適合在工程實際中應用，為便于運用到實際工程，對排導底越式排導結構槽底計算方法-Winkler彈性地基梁計算理論進行簡化，采用反力直線法進行計算，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。由于該假定沒有考慮基礎和地基變形的一致性，因此不論荷載及其分布情況如何

5、，基礎剛度和土壤的力學性質(zhì)如何都可直接用材料力學的中心或偏心受壓公式計算出地基反力，具有計算簡便的優(yōu)點。由于該方法沒有考慮基礎梁和地基之間的變形協(xié)調(diào)，因而其計算結果不精確。本文在進行了大量的計算基礎之上給出了一個可參考的簡化系數(shù)，為底越式排導結構的設計提供參考。
　　 (5)針對在特殊地形條件下需要采用的頂越式排導結構，本文依次對頂越式排導結構主體的各個部分進行內(nèi)力分析，依次為：槽身、支撐結構、基礎。為頂越式排導結構的設計提供理