Study on the rapid prediction model of debris flow barrier dam volume and morphology un- der different river blocking modes
01摘要
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快速计算泥流堰塞坝几何形态与体积参数对于评估堰塞坝稳定性和潜在损伤至关重要，旨在减少生命财产损失。本文将影响泥流堰塞河的关键参数整合为6个无量纲因素，通过室内水槽试验和理论分析，研究了不同堰塞河模式下泥流堰塞坝的筑坝过程与特性。研究结果表明：1）根据泥流堰塞河过程的特点，将完全堰塞河模式进一步细化为迎面碰撞型和连续推进型两种类型。2）不同堰塞河模式下泥流堰塞坝的三维形态有所差异，部分堰塞河模式下坝体水平投影呈扇形，竖向剖面呈拱形；迎面碰撞型模式下坝体水平投影呈喇叭状或葫芦状，竖向剖面最低点具有随机性。连续推进模式下水平投影呈梯形或长条形，纵剖面最低点位于对岸。3种拦河模式下的横剖面形状均符合高斯正态分布。3）结合前人研究，结合静力平衡分析和三维几何分析，提出了不同拦河模式下泥流拦河坝几何形貌与体积的快速预测模型，并成功应用于2018年7月11日天磨沟拦河事件，计算误差在25%以内。本文模型基于泥流拦河坝的实际形貌，计算结果更为准确。
02图表
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03结论
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本研究通过室内水槽试验和静力平衡分析对泥流筑坝进行了研究，提出了不同筑坝模式下泥流坝几何形状和体积的快速计算模型。得出以下结论：
（1）高密度泥流拦河模式有部分拦河模式和完全拦河模式。完全拦河模式根据拦河过程的不同又可分为迎面碰撞模式和连续推进模式。
（2）不同筑坝模式下泥流坝三维形态各异。部分拦河模式下，泥流坝水平投影通常呈扇形，纵向剖面呈拱形。迎头碰撞模式下，水平投影一般呈喇叭状或葫芦状，纵剖面形状相对均匀，最低点位置随机；连续推进模式下，水平投影一般呈梯形或矩形，最低点位于对岸。而3种模式下泥流坝的横截面积均符合高斯分布。
（3）本文在前人研究的基础上，结合静力平衡分析和立体几何分析，提出了不同拦河模式（部分拦河模式、迎头碰撞模式和连续推进模式）下泥流坝几何形状和体积的快速预测模型。
（4）以2018年7月11日雅鲁藏布江天磨沟泥流拦河事件为例，对所提模型进行了验证。结果表明，计算值与实际值的误差在25%以内，证明了本文预测模型的准确性和适用性。
（5）
本文计算模型与现场泥流滑坡坝的实际形态更加吻合，结果更加准确，具有参考价值。
但由于实验设备和场地条件的限制，该预测模型目前仅适用于垂直交叉的山区泥流，对于高海拔山区泥流和不同交叉场景还有待进一步研究。
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