碎屑流冲击下桩梁组合结构拦挡效果及受力特征研究

作     者：王文沛 殷跃平 胡卸文 李滨 刘明学 祁小博 WANG Wenpei;YIN Yueping;HU Xiewen;LI Bin;LIU Mingxue;QI Xiaobo

作者机构：中国地质环境监测院北京100081 西南交通大学四川成都610031 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 

出 版 物：《地质力学学报》 (Journal of Geomechanics)

年 卷 期：2022年第28卷第6期

页      面：1081-1089页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2022YFC3004301,2018YFC1505404) 甘肃省自然资源厅重点科学技术研究项目(2021-001) 中国地质调查局地质调查项目(DD20221748) 

主　　题：碎屑流 桩梁组合结构 数值仿真 堆积特征 拦挡效果 

摘      要：以高位泥石流、碎屑流区桩梁组合新型拦挡结构为研究对象,在总结已有桩梁组合结构的基础上,运用颗粒流分析仿真程序、通用显示动力分析程序分别对碎屑流冲击下单排、多排桩林及桩梁组合结构拦挡效果、不同位置桩梁组合结构拦挡效果对比模拟以及桩梁组合结构受力特征模拟研究,探讨了拦挡结构阻挡后碎屑流堆积特征和结构应力传递特征。计算结果表明:碎屑流中较大粒径颗粒与拦挡结构、两侧沟道边界接触形成的桩-巨石力链拦挡效应可有效阻挡、迟滞后续碎屑流运动,桩梁组合结构桩-巨石力链拦挡效应最佳;第一排桩和第二排桩之间改流区进一步抑制了碎屑流速度;桩梁组合结构在设计布置位置时,一方面要考虑在碎屑流启动、势动转换过程中尽早抑制碎屑流速度,另一方面仍需重视库容的设计,谨防跃顶造成部分碎屑流逃逸,在上述二者之间选择最优解进行位置布置;碎屑流巨石冲击桩梁组合结构时,冲击应力将通过连梁分散传递到后排桩,连系梁两端连接部分的应力几乎达到屈服强度,需加强配筋。