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debris flow impact on flexible barrier: effects of debrisbarrier stiffness and flow aspect ratio

Journal of Mountain Science 2019年第7期16卷 1629-1645页

作者： SOng dong-ri zhou gord.n g.d.choi clarence edward ZHEng Yun Key Laboratory of Mountain Hazards and Earth Surface Process/Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of SciencesChengdu 610041China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China department of Civil and Environmental Engineering Hong Kong University of Science and TechnologyClear Water BayKowloonHong Kong SARChina The HKUST Jockey Club Institute for Advanced Study Hong Kong SARChina

Conventionally,flexible barriers are rated based on their ability to resist a free-falling boulder with a particular input ***,there is still no well-accepted approach for evaluating performance of flexible barrier under debris flow *** this study,a large-nonlinear finite-element model was used to back-analyze centrifuge tests to discern the effects of impact material type,barrier stiffness,and flow aspect ratio(flow height to flow length)on the reaction force between the impacting medium and flexible *** show that,in contrast to flexible barriers for resisting rockfall,the normal impact force induced by the highly frictional and viscous debris is insensitive to barrier *** is because the elongated distributions of kinetic energy are mainly dissipated by the internal and boundary shearing,and only a small portion is forwarded to the ***,a new stiffness number is proposed to characterize the equivalent stiffness between a debris flow or a boulder,and a flexible *** the circumstance of an extremely elongated debris flow event,i.e.,low aspect ratio,the load on a barrier is dominated by the static component and thus not sensitive to the barrier stiffness.

关键词： debris flow Flexible barrier Impact Stiffness Flow aspect ratio

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土工离心机模拟泥石流问题的相似性考虑

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岩土工程学报 2019年第12期41卷 2262-2271页

作者：宋东日周公旦 choi clarence edward 白艺彤胡洪森中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049 香港科技大学岩土工程离心机实验所香港999077

尺度效应是阻碍对泥石流复杂动力学过程理解的最主要因素。土工离心机通过提供一个等效的高倍重力加速度场,能够在模型中还原岩土工程原型的应力状态,为泥石流物理模拟的尺度效应难题提供了一个经济可行的解决方案。在总结前人提出的两... 详细信息

尺度效应是阻碍对泥石流复杂动力学过程理解的最主要因素。土工离心机通过提供一个等效的高倍重力加速度场,能够在模型中还原岩土工程原型的应力状态,为泥石流物理模拟的尺度效应难题提供了一个经济可行的解决方案。在总结前人提出的两相流(泥石流)无量纲参数的基础上,建立了应用于土工离心机模拟泥石流的分层次相似性试验设计体系,可以确保模型和原型中泥石流运动学与动力学参数绝对值和相对值的一致,从而可以系统性地还原泥石流原型问题的物理过程。同时,针对对模拟结果产生较大影响的科里奥利效应和1g自然重力加速度,建议试验设计阶段选择有效旋转半径更大的离心机并适当降低旋转角速度。研究结果对泥石流和碎屑流的小尺度、大尺度物理模拟以及离心机模拟具有理论和技术层面的参考意义。

关键词：泥石流碎屑流相似性准则土工离心机无量纲数固–液耦合

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