不同类型消能挡板泥石流排水通道试验研究

泥石流减速挡板可有效降低泥石流速度，从而减少流动泥石流对山区建筑结构的影响。在这项研究中，开发了三种不同形状的挡板，以研究 6 米长水槽中的减速效果和能量耗散特性。研究了泥石流密度、挡板形状和行距的影响。测量泥石流速度以计算减速比，该减速比受上述变量的影响。实验结果表明，与对照试验（其中水槽底部为空的）的减速比相比，由三排交错挡板组成的布置可以降低速度27.30%~39.32%。减速比随密度的增加而增加；将密度从 1200 增加到 2100 kg/m3 可以导致减速比增加 20%。减速比与等效冲击面积不成正比，立方体、梯形和三棱柱形挡板的最大减速比分别为 25.0%、26.3% 和 23.5%。通道坡度为 12°。此外，减速比与相邻排之间的间距成反比。将行距从 0.10 增加到 0.25 m 会导致平均减速比降低 22%。当行距减小到零时，最大平均减速比达到25%左右，当行距增加到1.42 m时，挡板失去减速能力，减速比为-13%。这些实验结果可为大梯度排水通道的设计提供有益的参考。(From Google Translate)

在这项研究中，进行了实验以研究一系列减速挡板的泥石流流动特性。检查了减速挡板形状、泥石流密度和行距。根据研究结果，得出以下结论：（1）三种减速挡板形状具有相似的流动模式，在运动过程中表现出复杂的三维耦合活动。与不使用交错减速挡板得到的流型相比，使用减速挡板时流深突然增加，泥石流通过减速挡板时发生强烈的相互作用。(2) 泥石流密度会影响黏度、流体性质和流动特性。拟合方程n = 13.18 + 0.004ρ表明减速比与泥石流密度成正比。在通道坡度为 12° 时，立方体、梯形和三棱柱的最大减速比分别为 25.0%、26.3% 和 23.5%。(3) 减速挡板形状会影响正面冲击和交互进度。对照试验表明，当通道坡度为12°时，挡板的平均减速比达到27.30%~39.32%。三棱柱、立方体、梯形的平均减速比依次递增。此外，减速比与等效面积不成正比，表明相互作用进程在能量耗散中也起着重要作用。(4) 平均减速比随着行距的增加而减小。将行距从 0.10 增加到 0.25 m 会导致减速比降低 22%。当行距减小到零时，最大减速比达到 25%左右，当行距增加到 1.42 m 时，挡板失去了减速作用，在通道坡度为 12 时，减速比为-13% °。(5) 本实验未考虑泥石流深度和挡板横向堵塞，将在以后的研究中进行研究。

Wang F, Chen X, Chen J, et al. Experimental study on a debris-flow drainage channel with different types of energy dissipation baffles [J]. 2017, 220: 43-51