交错齿槛型泥石流排导槽排导特性实验研究

本项目针对目前泥石流排导槽存在的生态缺陷，开展新型、生态型泥石流排导槽- - 交错齿槛型排导槽的排导特性实验研究，在分析泥石流在交错齿槛型排导槽中运动特征、泥石流与交错齿槛相互作用机制的基础上，获得该型排导槽设计参数确定方法及优化设计方法。研究内容包括：泥石流在交错齿槛型排导槽内的运动特征，齿槛夹角、长度对泥石流排泄效能的影响，齿槛间距、埋深对泥石流排泄效能的影响，齿槛参数优化设计方法。本研究采用野外考察、室内模拟实验与理论分析相结合的方法。本项目的特色与创新有：从机理、关键参数确定方法、优化设计等方面展开研究，形成了一套相对完善的交错齿槛型排导槽的机理研究和减灾技术成果。本项研究为优化设计交错齿槛型泥石流排导槽提供理论依据和参数计算方法，从而形成一套满足减灾设计需求的交错齿槛型泥石流排导槽设计方法与技术。

本项目通过交错齿槛型泥石流排导槽排导特性实验研究，总结传统泥石流排导槽的设计经验，初步揭示泥石流在交错齿槛型排导槽内的运动特征与结构体的相互作用机理，提出关键参数计算方法，为优化设计交错齿槛型泥石流排导槽提供理论依据和参数计算方法。主要认识包括：(1) 稀性泥石流在槽中呈S型流动，由于齿槛的存在，龙头运动受到阻碍，并在齿槛引导下向另一侧流动，中泓区流体做空间螺旋运动，两侧流体则呈跌落-起动运动模式；粘性泥石流在齿槛之间呈整体运动，流体整体结构性好，运动迹线稳定，后期仍以整体形式缓慢运动。(2) 在交错齿槛型排导槽中泥石流流速随着纵比降的增大而增大，排导槽中齿槛角度对泥石流流速的调控作用不明显。无论是稀性泥石流还是粘性泥石流的平均流速在大比降条件下受齿槛角度变化影响较小，在小比降条件下平均流速受到齿槛角度变化影响较大。(3) 齿槛间距对排导槽中泥石流的流速调控作用比较显著，稀性泥石流平均流速在齿槛间距为(0.5~1.5) D的范围内随着齿槛间距的增大而增大，而粘性泥石流的平均流速在齿槛间距为(0.75~1.25)D的范围内呈现出先增大后减小的变化规律。(4) 在交错齿槛型排导槽中，稀性泥石流的泥深随着纵比降的增大有逐渐增大的趋势，并且泥位差也随着纵比降的增大而增大。而不同测点的粘性泥石流的泥深随着纵比降的增大而逐渐减小。(5) 当泥石流流量一定时，齿槛角度和齿槛间距对粘性泥石流泥深的调控作用较小。而稀性泥石流的泥深在不同的齿槛角度和齿槛间距条件下，呈现出不同的变化规律。稀性泥石流的泥位差随着齿槛角度的增大，先增大后减小；泥位差在排导槽纵比降较小时随着齿槛间距的增大逐渐增大，而在排导槽纵比降较大时随着齿槛间距的增大逐渐减小。