不同地形约束下碎屑流冲击桥墩的能量演化规律研究

摘要

为探究艰险山区复杂地形下崩滑碎屑流在冲击混凝土桥墩过程中的能量演化规律，研究提出凸型、直线型及凹型3种典型滑坡场地地形，借助三维颗粒流程序(PFC^3D)开展了不同地形的斜坡滑槽仿真模拟试验，分析了不同斜坡场地下碎屑流的能量演化机制，深入探讨了混凝土桥墩在碎屑流动力冲击作用下的耗能规律。结果表明，凹型斜坡地形下碎屑流峰值动能最高，能量转化用时最短，且摩擦耗能与碰撞耗能分别在0～4.6 s、0～5.0 s范围内均增长最快；凸型斜坡碎屑流峰值动能最低，摩擦耗能最少，但碰撞耗散能量最多；直线型斜坡碎屑流峰值动能和碰撞耗散能量介于其余两种地形之间，但摩擦耗能最高。凸型斜坡下混凝土桥墩的碰撞耗能最大，吸收能量最多，桥墩损伤最严重，而凹型斜坡则最小。研究结果可为艰险山区混凝土桥墩的碎屑流冲击灾害防治提供设计参考。

关键词

碎屑流 / 能量演化 / 混凝土桥墩 / 复杂地形 / 数值模拟