关于泥石流路基的破坏机理及支挡结构研究

为研究泥石流路基的破坏机理和支档结构,运用泥石流路基流固耦合原理、泥石流发生机理和物理力学特性的相关理论知识,结合有限元软件ADINA,建立对应的泥石流体k-ε紊流模型,进行二维数值的仿真模拟,以此来分析路基-拦挡结构在泥石流冲击作用下的力学特性,同时对路基-拦挡结构的主体材料进行优化研究。研究结果表明:在路基受到泥石流冲击的过程中,泥石流速度从零开始,不断变大,路基应力和泥石流冲击呈现出明显的正相关关系。泥石流和路基边坡刚接触时,泥石流的运动状态发生了剧烈变化。随着流速不断增大,泥石流的冲击作用越来越强烈,此时,路基的应力变化也随泥石流的冲击而不断变大,整个流固耦合面都受到了泥石流的冲击作用。倾角从0°增加到15°的过程中,支挡结构的最大应力随倾角的增大而快速变小。当倾角大于15°时,支挡结构的最大应力开始处于稳定状态。路基的最大应力随着倾角的增大,先慢慢变小,最后趋于稳定。废弃轮胎缓冲层对路基-支挡结构能起到明显的缓冲效能的保护效果。基于保护效果和经济性等因素,建议废弃轮胎缓冲层的厚度为1 m。