泥石流冲蚀桥墩防护格栅模型试验研究

摘要

泥石流对桥墩的冲击破坏能力与其流速、固相物质含量及颗粒组成有关。基于此，从防护桥梁桥墩角度，提出一种新型的泥石流冲蚀桥墩防护格栅，新型格栅可持续对泥石流固相颗粒进行调控，使泥石流固相颗粒粒径减小、容重和冲击力降低，可有效保护桥墩。在室内开展一系列模型实验，研究格栅引流角度、格栅跨度等结构参数对防护效果的影响。结果表明：(1)随引流角度增大，格栅内侧泥石流容重降低率和粗颗粒含量减小率均先增大后减小，具有二次函数关系；(2)随格栅跨度增大，容重率逐渐降低，粗颗粒含量逐渐减小，并具有线性关系；(3)泥石流在格栅处的冲起高度，随格栅与开口间距增大而逐渐减小，两者之间存在指数函数关系；冲起高度随引流角度增大而逐渐增大，两者之间具有线性关系。文章结合理论分析，建立新型格栅各个结构参数的取值方法，为工程设计提供依据。

关键词

泥石流 / 桥墩 / 冲击 / 磨蚀

基金资助

国家自然科学基金(41807272); 第二次青藏高原综合科学考察项目(2019QZKK0902); 重庆市研究生联合培养基地建设项目(JDLHPYJD2022004)