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研究亮點(diǎn)
成都山地所在泥石流沖擊理論模型研究方面取得新進(jìn)展
泥石流沖擊防護結構的沖起高度和沖擊荷載是防護結構設計的重要參數。由于柔性防護結構等的彈塑性大變形，現有的理論模型很難考慮此類(lèi)結構的變形對沖起高度和沖擊荷載的影響。中科院成都山地所宋東日研究員和周公旦研究員通過(guò)理論推導，在泥石流沖擊理論模型研究方面取得了初步進(jìn)展。
研究人員基于Vertical jet和Momentum jump兩種沖擊模式，考慮來(lái)流流態(tài)、結構變形、流體應力狀態(tài)、流體壓縮性和躍起部分的基底阻力對沖起高度和沖擊荷載的影響，提出了考慮結構變形的Froude數，修正了前人提出的理論模型，進(jìn)一步通過(guò)已發(fā)表的實(shí)驗數據檢驗了理論模型的計算結果。 研究結果表明，結構的變形可以有效地降低結構受力；然而，對泥石流流態(tài)的合理估計（流動(dòng)深度和速度等）比模型選擇更為關(guān)鍵，這一點(diǎn)往往被工程設計所忽視。對于接近液化的流體，結構的變形是減緩沖擊的唯一有效途徑；對于含水量低的碎屑流沖擊，流體的應力狀態(tài)也對調節沖擊強度也起到了關(guān)鍵的作用。本研究的發(fā)現可對泥石流、碎屑流的防護工程設計提供重要的參考。 研究成果得到國家自然科學(xué)基金（42077256和41925030）等項目支持。相關(guān)成果發(fā)表于工程地質(zhì)學(xué)期刊Engineering Geology。 原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2021.106154
泥石流沖擊防護結構的Vertical jet模式（左圖）和Momentum jump模式（右圖）
結構變形和泥石流應力狀態(tài)對沖起高度（左圖）和沖擊荷載（右圖）的影響 |
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