非恒定流条件下宽级配土石料冲刷过程试验研究

摘要

针对堰塞坝溃决过程中土石料输移特性,设计了3类共7组宽级配土石料:第1类为2组粒径分别为4、5 mm的均匀土石料,第2类为4组最大粒径分别为20、37.5、53及75 mm的非均匀土石料,第3类为最大粒径为20 mm的无黏性非均匀土石料;选择了恒定流A、B及非恒定流C、D共4组试验水流条件,以及2种尾门开度Ⅰ、Ⅱ,共25组试验工况;开展了宽级配土石料水槽冲刷试验,对比分析了流量过程、下游泄流条件、土石料级配宽度对土石料冲刷特性的影响规律。研究表明:对于不含黏性颗粒的土石料,非恒定流条件下的土石料输移相较于恒定流条件下的更加活跃,表现为大冲大淤;尾门开度越大即下游泄流条件越好,土石料的冲刷越严重,冲刷量越大;随着土石料级配宽度的逐渐增大,土石料冲刷深度最大的位置逐渐靠近水槽下游位置,冲刷量不断降低。