[article] in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 522-534 p. | Titre : | Experimental analysis of the impact of dry avalanches on structures and implication for debris flows | | Titre original : | Analyse expérimental de l'impact des avalanches sèche sur structures et implication pour laves torrentielles | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Zanuttigh, Barbara, Auteur ; Lamberti, Alberto, Auteur | | Article en page(s) : | 522-534 p. | | Note générale : | Hydraulique | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Impact Force Avalanche Debris Experiments Impact Force Avalanche Débris Expériences | | Index. décimale : | 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques | | Résumé : | Objectives of this work are to experimentally analyse the dynamic impact of dry avalanches on structures and to examine the possibility of extending the results to debris flows; to identify structure efficiency in terms of extension and shape of the deposition area; to numerically validate the adequacy of shallow-water equations in reproducing the impact process and the maximum force on the obstacle; finally to propose an analytical expression for estimating the design force. Experiments were carried out on two dry sandy mixtures flowing down a steep chute and impacting on obstacles of different shape that reproduce check-dams, filter-dams, “houses” and flow-breakers. Effects of mixture composition, obstacle shape and orientation— with respect to mean flow direction—on force values and deposit extension were examined, showing that only check-dams can significantly reduce the kinetic energy and retain the flowing material. Numerical simulations were performed with a 1D code, based on shallow-water equations and the weighted average flux method, to represent forces on an infinite high obstacle (i.e., a wall) in time. Promising results allowed the use of a simple expression directly derived from momentum balance to compute the force exerted by the flow on the structure for given upstream flow depth and velocity. Limitations of the experiments in reproducing impact on defence works in real events are highlighted and suggestions for improving structural design are drawn.
Les objectifs de ce travail sont d'analyser expérimentalement l'impact dynamique des avalanches sèches sur des structures et examiner la possibilité de prolonger les résultats aux débris coule ; pour identifier l'efficacité de structure en termes de prolongation et la forme du secteur de dépôt ; pour valider numériquement l'adéquation des équations de la peu profond-eau en reproduisant le processus d'impact et la force maximum sur l'obstacle ; proposer finalement une expression analytique pour estimer la force de conception. Des expériences ont été effectuées sur deux mélanges arénacés secs coulant en bas d'un descendeur raide et effectuant sur les obstacles de la forme différente qui reproduisent des vérifier-barrages, des filtre-barrages, des « maisons » et des couler-briseurs. Des effets de composition de mélange, la forme d'obstacle et l'orientation en ce qui concerne l'écoulement moyen direction-sur des valeurs de force et la prolongation de dépôt ont été examinés, prouvant que seulement les vérifier-barrages peuvent de manière significative réduire l'énergie cinétique et maintenir le matériel débordant. Des simulations numériques ont été effectuées avec un code 1D, basé sur des équations de la peu profond-eau et la méthode moyenne pesée de flux, pour représenter des forces sur un obstacle élevé infini (c a d., un mur) à temps. Les résultats prometteurs ont permis l'utilisation d'une expression simple directement dérivée de l'équilibre d'élan pour calculer la force exercée par l'écoulement sur la structure pour le tirant et la vitesse d'eau ascendants donnés. Des limitations des expériences dans l'impact se reproduisant sur des travaux de la défense dans de vrais événements sont accentuées et des suggestions pour améliorer la conception structurale sont dessinées. | | DEWEY : | 627 | | ISSN : | 0022-1686 | | RAMEAU : | Avalanches | | En ligne : | barbara.zanuttigh@mail.ing.unibo.it |
[article] Experimental analysis of the impact of dry avalanches on structures and implication for debris flows = Analyse expérimental de l'impact des avalanches sèche sur structures et implication pour laves torrentielles [texte imprimé] / Zanuttigh, Barbara, Auteur ; Lamberti, Alberto, Auteur . - 522-534 p. Hydraulique Langues : Anglais ( eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 522-534 p. | Mots-clés : | Impact Force Avalanche Debris Experiments Impact Force Avalanche Débris Expériences | | Index. décimale : | 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques | | Résumé : | Objectives of this work are to experimentally analyse the dynamic impact of dry avalanches on structures and to examine the possibility of extending the results to debris flows; to identify structure efficiency in terms of extension and shape of the deposition area; to numerically validate the adequacy of shallow-water equations in reproducing the impact process and the maximum force on the obstacle; finally to propose an analytical expression for estimating the design force. Experiments were carried out on two dry sandy mixtures flowing down a steep chute and impacting on obstacles of different shape that reproduce check-dams, filter-dams, “houses” and flow-breakers. Effects of mixture composition, obstacle shape and orientation— with respect to mean flow direction—on force values and deposit extension were examined, showing that only check-dams can significantly reduce the kinetic energy and retain the flowing material. Numerical simulations were performed with a 1D code, based on shallow-water equations and the weighted average flux method, to represent forces on an infinite high obstacle (i.e., a wall) in time. Promising results allowed the use of a simple expression directly derived from momentum balance to compute the force exerted by the flow on the structure for given upstream flow depth and velocity. Limitations of the experiments in reproducing impact on defence works in real events are highlighted and suggestions for improving structural design are drawn.
Les objectifs de ce travail sont d'analyser expérimentalement l'impact dynamique des avalanches sèches sur des structures et examiner la possibilité de prolonger les résultats aux débris coule ; pour identifier l'efficacité de structure en termes de prolongation et la forme du secteur de dépôt ; pour valider numériquement l'adéquation des équations de la peu profond-eau en reproduisant le processus d'impact et la force maximum sur l'obstacle ; proposer finalement une expression analytique pour estimer la force de conception. Des expériences ont été effectuées sur deux mélanges arénacés secs coulant en bas d'un descendeur raide et effectuant sur les obstacles de la forme différente qui reproduisent des vérifier-barrages, des filtre-barrages, des « maisons » et des couler-briseurs. Des effets de composition de mélange, la forme d'obstacle et l'orientation en ce qui concerne l'écoulement moyen direction-sur des valeurs de force et la prolongation de dépôt ont été examinés, prouvant que seulement les vérifier-barrages peuvent de manière significative réduire l'énergie cinétique et maintenir le matériel débordant. Des simulations numériques ont été effectuées avec un code 1D, basé sur des équations de la peu profond-eau et la méthode moyenne pesée de flux, pour représenter des forces sur un obstacle élevé infini (c a d., un mur) à temps. Les résultats prometteurs ont permis l'utilisation d'une expression simple directement dérivée de l'équilibre d'élan pour calculer la force exercée par l'écoulement sur la structure pour le tirant et la vitesse d'eau ascendants donnés. Des limitations des expériences dans l'impact se reproduisant sur des travaux de la défense dans de vrais événements sont accentuées et des suggestions pour améliorer la conception structurale sont dessinées. | | DEWEY : | 627 | | ISSN : | 0022-1686 | | RAMEAU : | Avalanches | | En ligne : | barbara.zanuttigh@mail.ing.unibo.it |
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