【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于碎屑流防災減災領域，涉及一種格柵式溝道碎屑流攔擋壩。
技術介紹
1、碎屑流是指在地震、暴雨等動力因素作用下，坡體瞬間失穩，大量巖石、砂石等松散碎屑物質在重力作用下迅速聚集并流動的現象。碎屑流具有極強的破壞性，它能夠在短時間內覆蓋廣闊的地域，沿途摧毀建筑物、道路、橋梁等基礎設施，對人類生命和財產安全構成重大威脅。
2、由于碎屑流具有極強的破壞性，圍繞碎屑流輸移機制以及防控方法的研究始終是國內外防災減災領域的熱點與難點問題。例如，lei等借助離散單元法針對不同樁林設置方式下松散坡體的運動和堆積過程進行了數值計算，分析了樁林布設方式對松散坡體運動速度和顆粒平均動能、單元接觸數量、泥沙補給質量、泥沙堆積形態及顆粒粒徑沿程分布特點的影響。申智好等基于離散單元法模擬結果分析指出在概率意義上顆粒反序是一種穩定結構，通過研究碎屑流運動規律得到了“二元結構”輸移模型。袁錦濤以文家溝碎屑流為例通過物理模型試驗和數值仿真探究分析了地震荷載、顆粒級配等因素對鏟刮效應的影響，并在沖擊力學的基礎上建立了滑坡碎屑流的瞬時鏟刮模型。由于碎屑流的輸運及堆積機制極為復雜，盡管學術界在碎屑流災害的科學防治方面進行了大量的研究工作，但至今尚未形成可直接應用于工程的成熟方案，碎屑流和攔擋結構間的相互作用機理仍處在不斷探索之中。
3、傳統的攔擋結構通常為體積龐大的實體攔擋壩，雖然這種實體攔擋壩在初期能有效阻擋碎屑流的侵襲，然而受庫容限制，隨著碎屑流物質的不斷累積，庫容一旦被填滿，其防護功能便大打折扣，難以再有效抵御后續碎屑流的沖擊。與
技術實現思路
1、針對現有格柵壩在攔擋溝道碎屑流時存在的碎屑流與格柵壩碰撞后會引起大量顆粒從床面濺起，致使格柵壩的攔擋防護效果大幅降低的問題，本專利技術基于溝道碎屑流的輸移規律，提供了一種格柵式溝道碎屑流攔擋壩，以降低碎屑流顆粒的運動速度和破壞力，提高現有格柵壩對溝道碎屑流的消能攔擋能力，為溝道碎屑流的防災減災提供新的技術手段。
2、為實現上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案如下：
3、一種格柵式溝道碎屑流攔擋壩，包括垂直格柵，上游傾斜格柵和下游傾斜格柵，該格柵式溝道碎屑流攔擋壩設置于溝道的陡緩銜接段的緩坡段溝床中；
4、所述垂直格柵的下端固定于緩坡段溝床中，垂直格柵垂直于所述緩坡段溝床床面以及所述緩坡段溝床的沿程方向；上游傾斜格柵和下游傾斜格柵的起始端均與垂直格柵的頂端銜接，上游傾斜格柵和下游傾斜格柵的終止端均高于垂直格柵的頂端，上游傾斜格柵位于垂直格柵的上游側，上游傾斜格柵下游傾斜格柵位于垂直格柵的下游側。
5、上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，上游傾斜格柵與所述緩坡段溝床床面的夾角優選為30°～60°，下游傾斜格柵與所述緩坡段溝床床面的夾角優選為30°～60°。
6、上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，上游傾斜格柵和下游格柵的起始端的寬度均與垂直格柵的頂端的寬度一致，上游傾斜格柵的終止端與起始端平行，下游傾斜格柵的終止端與起始端平行。
7、進一步地，上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，上游傾斜格柵的起始端到終止端的距離優選為緩坡段溝床寬度的10％～30％，下游傾斜格柵的起始端到終止端的距離優選為緩坡段溝床寬度的10％～30％。
8、上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，上游傾斜格柵在垂直格柵高度方向上的高度，與下游傾斜格柵在垂直格柵高度方向上的高度可以相等，也可以不相等。
9、更進一步地，上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，上游傾斜格柵的終止端的寬度大于等于起始端的寬度，下游傾斜格柵的終止端的寬度大于等于起始端的寬度。例如，上游傾斜格柵和下游格柵可以呈矩形或者梯形。
10、上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，垂直格柵的高度優選為緩坡段溝床寬度的20％～30％。
11、上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，垂直格柵的寬度與所述緩坡段溝床的寬度一致。更具體地，垂直格柵的寬度與設置所述垂直格柵處的緩坡段溝床的寬度一致。
12、上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，垂直格柵、上游傾斜格柵和下游傾斜格柵上的格柵均為矩形格柵。進一步地，所述矩形格柵的邊長優選為緩坡段溝床寬度5％～40％。
13、上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，所述垂直格柵由若干立柱和橫梁組成，立柱和橫梁相互垂直，所述上游傾斜格柵和下游傾斜格柵由若干梁組成。組成垂直格柵的立柱和橫梁，以及組成上游傾斜格柵和下游傾斜格柵的梁的材質、粗細、斷面形狀等通常以滿足格柵式溝道碎屑流攔擋壩的強度可以抵御溝道體碎屑流動的沖擊為原則，例如，所述的立柱、橫梁和梁可以是鋼筋混凝土材質，也可以是鋼材質，截面形狀可以是矩形。
14、上述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的技術方案中，設置格柵式溝道碎屑流攔擋壩的溝道的陡緩銜接段的緩坡段所在區域，或者是所述緩坡段的下游區域具有防災保護對象，通過格柵式溝道碎屑流攔擋壩的攔擋和消能作用，可以對防災保護對象起到對溝道碎屑流的防災減災效果。
15、與現有技術相比，本專利技術提供的技術方案產生了以下有益技術效果：
16、1.本專利技術提供了一種格柵式溝道碎屑流攔擋壩，包括垂直格柵、上游傾斜格柵和下游傾斜格柵，該格柵式溝道碎屑流攔擋壩設置于溝道的陡緩銜接段的緩坡段溝床中，所述垂直格柵的下端固定于緩坡段溝床中，垂直格柵垂直于所述緩坡段溝床床面以及所述緩坡段溝床的沿程方向；上游傾斜格柵和下游傾斜格柵的起始端均與垂直格柵的頂端銜接，上游傾斜格柵和下游傾斜格柵的終止端均高于垂直格柵的頂端，上游傾斜格柵位于垂直格柵的上游側，上游傾斜格柵下游傾斜格柵位于垂直格柵的下游側。通過在現有的格柵壩的頂端的上、下游側設置上游傾斜格柵和下游傾斜格柵，相對于在溝道中設置現有格柵壩的情況，在溝道中設置本專利技術的格柵式溝道碎屑流攔擋壩之后，可以有效降增加溝道坡碎屑流的顆粒之間的碰撞并降低溝道內顆粒的運動速度，同時能產生更好的消能和調節下游的泥沙補給過程的作用，可對強化對溝道碎屑流的防災減災效果。
17、2.本專利技術通過數值模擬計算證實，在相同布置位置和相同總高度的情況下，相對于在溝道中設置現有格柵壩，在溝道中設置本專利技術所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，能有效降增加溝道坡碎屑流的顆粒之間的碰撞并降低溝道內顆粒的運動速度，從而對溝道碎屑流產生更優異的消能攔擋效果。
18、3.本專利技術所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩的結構簡單，在實際工程應用中，可根據實際溝道的特點以及不同的防護要求，靈活設置垂直格柵的高度、格柵尺寸，并靈活調整上游傾斜格柵和下游傾斜格柵的尺寸、傾斜程度和格柵尺寸，從而實現多樣化的調沙減災效果，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種格柵式溝道碎屑流攔擋壩，包括垂直格柵(1)，其特征在于，還包括上游傾斜格柵(2)和下游傾斜格柵(3)，該格柵式溝道碎屑流攔擋壩設置于溝道的陡緩銜接段的緩坡段溝床中；
2.根據權利要求1所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，上游傾斜格柵(2)與所述緩坡段溝床床面的夾角為30°～60°，下游傾斜格柵(3)與所述緩坡段溝床床面的夾角為30°～60°。
3.根據權利要求1所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，上游傾斜格柵(2)和下游格柵(3)的起始端的寬度均與垂直格柵(1)的頂端的寬度一致，上游傾斜格柵(2)的終止端與起始端平行，下游傾斜格柵(3)的終止端與起始端平行。
4.根據權利要求3所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，上游傾斜格柵(2)的起始端到終止端的距離為緩坡段溝床寬度的10％～30％，下游傾斜格柵(3)的起始端到終止端的距離為緩坡段溝床寬度的10％～30％。
5.根據權利要求4所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，上游傾斜格柵(2)的終止端的寬度大于等于起始端的寬度，下游傾斜格柵(3)的終止端的寬度大于等于起始
6.根據權利要求1至5中任一權利要求所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，垂直格柵(1)的高度為緩坡段溝床寬度的20％～30％。
7.根據權利要求1至5中任一權利要求所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，垂直格柵(1)的寬度與所述緩坡段溝床的寬度一致。
8.根據權利要求1至5中任一權利要求所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，垂直格柵(1)、上游傾斜格柵(2)和下游傾斜格柵(3)上的格柵均為矩形格柵。
9.根據權利要求8所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，所述矩形格柵的邊長為緩坡段溝床寬度5％～40％。
...【技術特征摘要】
1.一種格柵式溝道碎屑流攔擋壩，包括垂直格柵(1)，其特征在于，還包括上游傾斜格柵(2)和下游傾斜格柵(3)，該格柵式溝道碎屑流攔擋壩設置于溝道的陡緩銜接段的緩坡段溝床中；
2.根據權利要求1所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，上游傾斜格柵(2)與所述緩坡段溝床床面的夾角為30°～60°，下游傾斜格柵(3)與所述緩坡段溝床床面的夾角為30°～60°。
3.根據權利要求1所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，上游傾斜格柵(2)和下游格柵(3)的起始端的寬度均與垂直格柵(1)的頂端的寬度一致，上游傾斜格柵(2)的終止端與起始端平行，下游傾斜格柵(3)的終止端與起始端平行。
4.根據權利要求3所述格柵式溝道碎屑流攔擋壩，其特征在于，上游傾斜格柵(2)的起始端到終止端的距離為緩坡段溝床寬度的10％～30％，下游傾斜格柵(3)的起始端到終止端的...
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