鋼構防砂壩承受土石流作用力之力學分析

Der-Guey Lin; Yu-Po Huang; Ya-Chu Chiu

doi:10.29417/JCSWC.202306_54(2).0001

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doi:DOI 号

来源数据

P91 - 107

生物农学 > 农业
生物农学 > 森林
生物农学 > 畜牧
生物农学 > 渔业
生物农学 > 生物环境与多样性
工程学 > 土木与建筑工程
工程学 > 市政与环境工程

DOI： 10.29417/JCSWC

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钢构防砂坝承受土石流作用力之力学分析

Mechanical Analysis of Steel Check Dam Subjected to Loading of Debris Flow

林德贵(Der-Guey Lin) ；黄郁博(Yu-Po Huang) ；邱雅筑(Ya-Chu Chiu)

中华水土保持学报； 54 卷 2 期 (2023 / 06 / 01) ， P91 - 107

繁体中文;英文 DOI： 10.29417/JCSWC.202306_54(2).0001

钢构防砂坝；单元结构；钢管构件；最大组合拉应力／压应力比；最大水平变位；径厚比； Steel check dam ； unit structure ； steel-pipe member ； maximum combined tensile-to-compressive stress ratios ； maximum horizontal displacement ； diameter-to-thickness ratio

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摘要 │ 参考文献 (27) │ 国际计量

摘要〈TOP〉

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This study performed three-dimensional finite element stress and deformation analyses on a grid-type steel check dam (i.e., grid-type dam) in Hua-Shan Creek and an enhanced B-type steel check dam (i.e., B-type dam) in Tseng-Wen Reservoir through debris flow loading. For the grid-type dam, two horizontal connection members were connected on the top run. The connection members stringed together the unit structures of the dam and penetrated the dam wing at fixed ends, which provided a restraint effect on the entire dam structure. The grid-type design could effectively transfer the loading from the unit structures at the dam center to those of the dam wing and prevent higher maximum stress ratios (e.g., shear, bending, and combined stress ratios). The maximum horizontal displacement of the unit structure gradually decreased from the dam center to the wing. For the B-type dam, all the unit structures only bore their own loading because no horizontal connection member was present to transfer the loading between structures. Consequently, each unit structure demonstrated similar maximum stress ratios and maximum horizontal displacement. Additionally, the maximum tensile stress occurred at the vertical upstream member and horizontal downstream member, whereas the maximum compressive stress occurred at the vertical downstream member and horizontal upstream member. In both cases, the maximum horizontal displacements occurred when the boulder impact force of debris flows was smaller than 2% of the effective dam height, which satisfied standard international inspection requirements. Moreover, the maximum combined stress ratio was sensitive to the diameter-to-thickness ratio of the steel-pipe member, which significantly decreased as the maximum combined stress ratio increased.

参考文献 ( 27 ) 〈TOP〉

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中构日建股份有限公司 (2014)，「http://www.ncmp.com.tw/」。(Nikken & CSSC Metal Products Co., Ltd. (2014). http://www.ncmp.com.tw/. (in Chinese))
Fu, T.,Xu, T.,Heap, M.J.,Meredith, P.G.,Mitchell, T.M.(2020).Mesoscopic time-dependent behavior of rocks based on three-dimensional discrete element grainbased model.Computers and Geotechnics,121,103472.
Goodwin, G.R.,Choi, C.E.(2020).Slit structures: Fundamental mechanisms of mechanical trapping of granular flows.Computers and Geotechnics,119,103376.
Jeong, S.,Lee, K.(2019).Analysis of the impact force of debris flows on a check dam by using a coupled EulerianLagrangian (CEL) method.Computer and Geotechnics,116,103214.

国际计量

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