[发明专利]一种泥石流桩群型拦挡结构及方法

权利要求书

1.一种泥石流桩群型拦挡结构，其特征在于，包括至少三排桩体；

所述桩体包括分流型桩(1)、导流Ⅰ型桩(2)及导流Ⅱ型桩(3)，布置方式：

沿泥石流流向，首先放置分流型桩(1)、其次放置导流Ⅰ型桩(2)、最后放置导流Ⅱ型桩(3)；

所述分流型桩(1)截面为梯形和半圆的组合体，由第一分流短边(8)、第一导流短边(9)、第一导流长边(11)及第一转向短边(12)组成：

由端点A沿泥石流流向(7)偏转角度α做线段AB形成第一分流短边(8)；

由端点B做线段BC形成第一导流短边(9)，线段AB与线段BC之间夹角为180°-2α；在确定好第一分流短边(8)和第一导流短边(9)的几何参数后，桩体其他几何参数由以下几何关系确定：于端点C做线段BC的垂线，于端点A做线段BC的平行线，两线相交于点D，线段AD形成第一导流长边(11)；以直线CD的中点O1为圆心，线段CD为直径，做圆弧CD以封闭整个截面图形；圆弧CD形成第一转向短边(12)；

所述导流Ⅰ型桩(2)截面为梯形、圆弧和三角形的组合体，由第二分流短边(13)、第二导流短边(14)、第二导流长边(19)、第二转向短边(17)及第二转向长边(20)组成：

在确定第二分流短边(13)和第二导流短边(14)的几何参数后，桩体其他几何参数由以下几何关系确定：由端点G做垂直于泥石流流向(7)的直线，由E做EF的平行线，两线相交于点H，用直线连接E点和H点形成第一辅助线(15)，用直线连接G点和H点形成第二辅助线(16)；由端点E做线段GH的平行线，由端点H做线段EF的平行线，两线交于点I，用直线连接HI形成第二导流长边(19)；

由端点G做线段FG的垂线，由端点H做直线HI的垂线，两线交于点O2，以O2为圆心，点H和O2连线为半径，做圆弧HG形成第二转向短边(17)；

由端点I线段HI的垂线，由端点E做线段EH的垂线，两线交于点O3，以O3为圆心，点I和O3连线为半径，做圆弧IE形成第二转向长边(20)；

所述导流Ⅱ型桩(3)截面由导流Ⅰ型桩(2)截面镜像得到。

2.根据权利要求1所述的一种泥石流桩群型拦挡结构，其特征在于，所述分流型桩(1)、导流Ⅰ型桩(2)及导流Ⅱ型桩(3)垂直于泥石流流向等间距放置。

3.根据权利要求1所述的一种泥石流桩群型拦挡结构，其特征在于，每排桩体间距的总和需大于泥石流宽的1/3。

4.根据权利要求3所述的一种泥石流桩群型拦挡结构，其特征在于，泥石流沟壁距桩体的最近距离需小于每排桩间距的1/2。

5.基于权利要求1所述泥石流桩群型拦挡结构，其特征在于，采用多级分流、引导、转向、对冲设计来实现泥石流的分流及引导过程：

(1)泥石流流经分流型桩(1)时，流域被分为初级Ⅰ导流区(21)和初级Ⅱ导流区(22)；

(2)分流型桩(1)和导流Ⅰ型桩(2)之间形成流体Ⅰ转向区(23)；

(3)初级Ⅰ导流区(21)和流体Ⅰ转向区(23)的流体在初级混杂消能区(24)对冲消能；

(4)导流Ⅰ型桩(2)之间形成次级导流区(25)；

(5)导流Ⅰ型桩(2)和导流Ⅱ型桩(3)之间形成流体Ⅱ转向区(26)；

(6)次级导流区(25)和流体Ⅱ转向区(26)的流体在混杂消能区(27)对冲消能。