不同沟床坡度堰塞坝溃口下切过程试验研究

发布时间：2024-04-28 03:03

　　为了解堆积于不同坡度沟床上的堰塞坝溃口下切过程,开展了7组不同沟床坡度(7°,8°,9°,10°,11°,12°,13°)的水槽试验。试验结果表明:堆积于不同坡度沟床上的堰塞坝在漫顶溢流破坏模式下具有相似的溃口下切过程,具体可分为3个阶段,即溃口贯通阶段、加速侵蚀阶段、减速侵蚀阶段。不同沟床坡度条件在一定程度上影响溃决的加速侵蚀阶段,当沟床坡度≥9°时,加速侵蚀阶段以下切侵蚀为主、溯源侵蚀为辅的特征现象被削弱;溃决历时与沟床坡度呈非单调关系,随沟床坡度的增加呈现出先减少后增加的变化趋势;平均下切侵蚀和溯源侵蚀率与沟床坡度呈非单调关系,随沟床坡度的增加呈现出先增加后减小的变化趋势。沟床坡度缓于11°时,溃决历时对沟床坡度的敏感性高于坝前库容;沟床坡度陡于11°时,溃决历时对沟床坡度的敏感性低于坝前库容。

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【部分图文】：

图1试验装置

试验在长安大学地质灾害大型物理模拟实验中心进行,试验所用装置由供水系统、水槽和尾料池共3部分组成。供水系统包括水泵、储水箱、流量阀、电磁流量计和水管,其中:水泵用来将储水箱中的水泵送到指定位置(图1所示水管中);储水箱长L1=1.2m,宽B1=1.2m,高h1=1.6m;流....

图2小秦岭金矿区北沟堵沟型堰塞坝

为了使模型坝的物质组成和结构更接近野外堰塞坝的物质组成和结构,试验采用的材料取自陕西省潼关县小秦岭金矿区北沟堵沟堰塞坝LD-4(见图2)。因为实验室设施的限制,笔者进行了一系列先期探索性试验并结合窦国仁[18]提出的泥沙起动流速公式(见式(1)),得到本次试验条件下所能起动的最大....

图3试验材料颗粒级配曲线

试验所用材料的颗粒级配曲线如图3所示,不均匀系数Cu=26.92,曲率系数Cc=0.74,中值粒径D50=1.80mm,相对密度ds=2.65,含水率ω=0.19%,密度ρ=1.82g/cm3,自然休止角为45°。2.3试验工况

图4模型坝几何尺寸示意图

试验以图2所示LD-4堵沟堰塞坝为原型,进行变态模型设计[19]。其中坝体的密度相似比为1∶1,内摩擦角相似比为1∶1,坝体几何相似比均为1∶100。野外调查结果发现,此处堰塞坝的坝后坡度为32°,沟床坡度为11°。Jiang等[20]研究发现当沟床坡度为7°～13°,上游来水流....

本文编号：3966078