營運狀態(tài)下泥石流排導結構的振動特性研究.pdf

1、泥石流是山區(qū)常見的地質災害之一，排導結構是中小型泥石流的主要防治措施之一。本文以川藏公路某段泥石流溝的頂越式排導結構為研究對象，基于ANSYSWorkbench平臺，綜合運用ANSYS CFX和ANSYS Transient Structural軟件對排導結構內(nèi)不同流量工況下的泥石流進行了流場分析，并將得到的流場分析結果導入到排導結構瞬態(tài)動力響應分析，初步得到了泥石流運動狀態(tài)下排導結構的振動特性，并對排導結構設計提出了優(yōu)化建議。主要有以

2、下結論:
　　(1)通過設置12.5m3/s、25m3/s、37.5m3/s、50m3/s和62.5m3/s的五種不同流量工況的流場數(shù)值模擬計算，得到了泥石流動荷載的大小、分布變化規(guī)律，結果表明，最大荷載均出現(xiàn)在排導結構的排導結構進口段的槽底部位，隨著泥石流流量的增加，荷載大小也隨著增加。在槽內(nèi)達到滿流時（工況五）時，荷載達到最大，為0.364MPa。隨著流量的增加，泥石流流場內(nèi)的最大流速也隨之增加，且增長趨勢比較穩(wěn)定。
　

3、　(2)通過不同流量工況的瞬態(tài)動力數(shù)值模擬分析計算，得到了泥石流對排導結構的動力響應變化規(guī)律。隨著流量的增加，排導結構的振動位移隨之增加，上部槽體結構振動位移的最大值位于渡槽中部槽底區(qū)域，下部排架結構振動位移的最大值位于縱梁的中間區(qū)域，工況五時最大，可達11.8mm。隨著流量的增加，排導結構的最大主應力也隨之增加，槽底出現(xiàn)明顯的應力集中區(qū)域，是設計時需要特別注意的危險截面。在不同工況下，隨著流量的增加，排導結構的最大彎矩也隨之增加，主要

4、集中在排架縱梁和中柱、邊柱的交界處，是設計時應該特別注意的危險截面。
　　(3)通過對數(shù)值模擬所獲取的振動位移、振動速度和加速度數(shù)據(jù)進行了時頻分析，結果表明結構主要在縱向（長軸）方向發(fā)生往返振動，設計水位工況下該方向上結構受流體荷載作用振動時的速度變化和加速度變化的主頻率約為7Hz。
　　(4)基于數(shù)值模擬分析計算結果，得到了排導結構的薄弱部位和危險截面，并對實際工程提出了對結構承受最大動荷載區(qū)域可以通過鋪設鋼軌抗沖刷層提高