Page 86 - 2024年第55卷第6期

提出一种将缓冲耗能装置（文中称阻尼耗能撑杆）与钢制格
栅相结合的新型阻尼耗能式泥石流格栅坝。该结构在减小
构件尺寸、消耗泥石流块石冲击能的同时，能通过阻尼耗
能撑杆复位和迎流面格栅转动来疏通部分堵塞格栅。该新
型坝今后可用于中小型稀性泥石流的防治，在与其它防治
工程联合使用时，优先设置于实体坝之前，来阻挡大块石
对后方实体坝的冲击破坏，消耗泥石流能量，减缓泥石流
流速。本文在阐述新型阻尼耗能式泥石流格栅坝工作机理
的基础上，建立了新结构耗能和复位阶段各构件的力学模 图 １ 泥石流拦挡坝损坏图
型，并采用 有 限元 软 件模 拟，验 证 了 理 论 计 算 方 法 的 正
确性。

２ 新型阻尼耗能式泥石流格栅坝的构造及工作机制

２．１ 新型阻尼耗能式泥石流格栅坝的构造与工作原理 新型阻尼耗能式泥石流格栅坝由迎流面格栅和
背流面框架组成，通过阻尼耗能撑杆连接。迎流面格栅由立柱、横梁和竖杆组成，其中竖杆在上下两
相邻横梁间均匀布置。立柱分边柱和中柱两种类型，为保证中柱、横梁与阻尼耗能撑杆充分协调变形
消耗泥石流冲击能，在边跨柱间横梁靠近中柱端设置滑移支座，并将中柱浅埋。背流面框架由横梁和
立柱组成，横梁仅布置两层，立柱与迎流面中柱一一对应。阻尼耗能撑杆设置水平和倾斜两种，二者
连接为 “ Ｚ” 形 ［１４］ ，如图 ２所示。

图 ２ 新型阻尼耗能式泥石流格栅坝构造

迎流面格栅与钢制格栅坝功能相同，阻挡大颗粒泥石并过滤小颗粒水沙，从而调节泥石流物质
组成，稳定下游沟床 ［１５］ 。背流面框架起稳定支撑作用。阻 尼耗 能撑 杆 的 原理 为：冲 击 头承受外部
挤压后，将冲击力传递至 活塞 杆，活 塞杆位 移使阻尼介 质通 过 阻 尼 环，从 前 腔 室 流 入 后 腔 室 进 行
耗能。
２．２ 工作机制 新结构通过迎流面格栅与阻尼耗能撑杆协调变形来消耗泥石流冲击能量。在此，将新
结构分为两个工作阶段：一为耗能阶段，泥石流冲击迎流面格栅，将冲击荷载传递至阻尼耗能撑杆来
消耗冲击能量；二为复位阶段，外部冲击消失后，复位弹簧反推后腔室，阻尼介质返回前腔室，迎流
面格栅受阻尼耗能撑杆复位力作用，恢复原状，以抵抗下一次泥石流冲击，如图 ３所示。

２
— ７ １ —