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跨沟桥梁过流约束下的泥石流动力过程调控优化研究

跨沟桥梁；泥石流治理；数值模拟；梁式格栅坝；桥位净空

3研究结果

（1）首先在无拦挡工程条件下，铁路桥位处泥深为10.93m，超出了桥梁安全高度（经查询该桥设计资料，梁体底部与排导槽槽底之间的桥下设计净空总高度为7.65m，考虑安全超高的桥下允许泥石流最大淤积高度定为6.65m），因此，在确保桥下净空过流约束条件下，需合理优化泥石流动力过程调控措施，在沟道出山口上游增设拦挡工程，进而削减泥石流峰值流量，拦截部分固体物质，从而实现沟口冲出总量的有效控制。

（2）探究梁式格栅坝对泥石流峰值流量的调节规律，为下游防治措施提供可靠的设计参数。本文选取泥石流容重和横梁间距为主要影响因素，以峰值流量削减率为主要评价指标，对其进行分析研究。通过泥石流削减率定义及计算式得到经格栅坝调控后的泥石流的峰值流量为59.14m³/s，对应的泥石流总流量为3.75×10⁴m³。保持其他参数条件不变情况下，使用梁式格栅坝削减后的峰值流量59.14m³/s进行数值模拟，得到铁路桥位处泥深为6.16m，小于桥下允许的泥石流最大淤积高度。因此，在采取拦挡工程措施后，可消除泥石流对线路工程的影响。而后将百年一遇泥石流冲出总量9.83×10⁴m³与拦挡坝削减后的泥石流冲出总量3.75×10⁴m³相减从而计算得到临界库容为6.08×10⁴m³。

（3）在地质工程中，直接通过库容来反推拦砂坝的高度是一个复杂的过程，因为这一设计需要综合考虑诸多因素，如多变的地质条件、独特的水流特性、泥沙淤积行为以及坝体材料的性能等。本研究采用横断面法，即无限细分的思想，在拦砂坝的上游区域每隔20m划分为一个计算区间，同时结合拦挡坝的假设高度6m以及回淤比降绘制回淤曲线。因此在每个区间内，我们取中间位置的高程数据来计算回淤截面面积，从而得到拦挡坝的总库容为6.69×10⁴m³，大于临界库容6.08×10⁴m³，故两个拦挡坝的最有高程均为6m。