1. Flume investigation of landslide debris--resisting baffles
- Author
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Choi, C.E., Ng, C.W.W., Song, D., Kwan, J.H.S., Shiu, H.Y.K., Ho, K.K.S., and Koo, R.C.H.
- Subjects
Flumes -- Usage ,Landslides -- Analysis -- Investigations -- Canada ,Natural disaster damage -- Analysis -- Investigations ,Company legal issue ,Earth sciences - Abstract
Landslide debris is a common occurrence in mountainous regions around the world that can potentially result in disastrous consequences to downstream facilities. Flow-impeding structures are often constructed along the flow path to impede this hazardous phenomenon. Baffles are a type of flow-impeding structure regularly installed using empirical and prescriptive design methods as the interaction mechanism and the influence of baffle configuration on flow impedance is not well understood. A series of flume experiments were carried out to investigate flows characterizing landslide debris impacting an array of baffles using dry uniform sand. The influence of baffle height, row number, and spacing between successive rows was examined. Photoconductive sensors were used to estimate flow velocity, laser sensors were installed to measure flow depth profiles, and high-speed cameras were used to capture flow kinematics. Experimental results reveal that baffles can be categorized relative to the approach flow depth (h) and increasing the baffle height from 0.75h to 1.5h leads to a 40% increase in upstream flow depths from backwater effects, more effective development of subcritical conditions, and additional energy losses of up to 9%. Increasing the number of rows of 1.5h baffles from a single row to a three-row staggered array results in up to 72% additional energy loss. The energy loss is attributed to the deflection of granular jets and additional backwater effects. Increasing the row spacing from 50 to 100 mm results in up to a 14% increase in energy loss. Key words: landslide debris, flume modelling, baffles, array configuration, flow impedance. Les debris transportes par les glissements de terrain sont souvent rencontres dans les regions montagneuses autour du globe, et entrainent des consequences potentiellement desastreuses aux installations en aval. Des structures pour empecher les ecoulements sont souvent construites le long du chemin d'ecoulement pour prevenir ce phenomene dangereux. Les deflecteurs sont un type de structure installes regulierement selon des methodes de conception empiriques et prescriptives, puisque le mecanisme d'interaction et l'influence de la configuration des deflecteurs sur la limitation de l'ecoulement n'est pas bien compris. Une serie d'essais de canaux ont ete realises pour etudier les caracteristiques d'ecoulement des debris de glissement affectes par un groupe de deflecteurs, et ce, a l'aide de sable uniforme sec. L'influence de la hauteur des deflecteurs, du nombre de rangee, et de l'espace entre les rangees successives est evaluee. Des sondes photoconductives ont ete utilisees pour estimer la vitesse de l'ecoulement, des sondes laser ont ete installees pour mesurer les profils de profondeur de l'ecoulement, et des cameras a haute vitesse ont ete utilisees pour capturer la cinetique de l'ecoulement. Les resultats experimentaux ont revele que les deflecteurs peuvent etre categorisees selon la profondeur de l'ecoulement d'approche (h), et que l'augmentation de la hauteur des deflecteurs de 0,75h jusqu'il 1,5h entraine une augmentation de 40 % de la profondeur de l'ecoulement en amont en raison des effets de retour d'eau, un developpement plus efficace des conditions subcritiques, et des pertes d'energie additionnelles jusqu'a 9 %. L'augmentation du nombre de rangees de deflecteurs de 1,5h, d'une rangee simple a trois rangees, entraine une perte d'energie additionnelle de 72 %. Les pertes d'energie sont attribuees a la deflection des jets granulaires et aux effets de retour d'eau additionnels. L'augmentation de l'espacement entre les rangees de 50 a 100 mm resulte en une augmentation de 14 % de la perte d'energie. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: debris de glissement de terrain, modelisation par canaux, deflecteurs, configuration en serie, limitation de l'ecoulement., Introduction Landslide debris is a type of natural disaster affecting mountainous regions worldwide in Canada (Hungr et al. 2001), Italy (Arattano et al. 2012), Japan (Sassa and Wang 2005), mainland [...]
- Published
- 2014
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