堰塞湖土料冲蚀特性测量系统研究

摘要

我国堰塞湖呈现大规模、高频率的趋势,一旦溃决,极易形成灾害链,威胁下游人民群众生命财产安全.冲蚀是堰塞湖溃决失稳的主要因素之一,定量分析冲蚀过程是揭示堰塞湖土料冲蚀特性的重要挑战.为定量测量堰塞湖土料的冲蚀特性,包括冲蚀剪应力和冲蚀率,本文研发了一种新的土料冲蚀特性测量系统.该测量系统包括圆筒型冲蚀试验设备(CETA)和冲蚀剪应力计算方法.CETA主要由结构系统、传动系统、冲蚀试验系统、清淤循环系统、控制和数据采集系统组成,用于测量冲蚀流速与冲蚀率之间的关系.针对易贡堰塞湖的单粒径土料开展了冲蚀试验,结果表明,该装置的冲蚀率试验可靠,与Briaud的实验结果一致,可用于分析冲蚀剪应力.提出了冲蚀剪应力的精确计算方法,建立了堰塞湖土料冲蚀率与冲蚀剪应力的双曲线冲蚀模型,为堰塞湖溃决洪水分析提供了技术参考.