不同填充介质下防洪箱力学响应演化与结构优化

来源：水利水运工程学报杂志 2026年第3期北京时间：

作者：蔡俣宸,王小东,徐进超,李云,王玲玲

摘要：城市应急防洪箱（以下简称“防洪箱”）作为防汛应急抢险新技术装备，广泛应用于城市内涝防御工程。采用水槽试验结合防洪箱三维数值仿真模型的方法，针对不同填充介质（水、砂、土）及不同挡水高度条件下的防洪箱体的力学响应规律开展了分析。结果表明，在相同挡水高度下，采用砂、土等高密度介质填充时，满足抗滑稳定要求所需的最小填充高度更低；当挡水高度不超过填充高度时，箱体最大变形与最大应力主要位于背水面底部；当挡水高度超过填充高度时，净荷载方向发生反转，关键薄弱部位由背水面底部转移至迎水面底部，最大变形与最大应力显著增大。针对该薄弱区提出并对比了4类结构优化方案，优选底部加厚的方案。在挡水高度为0.6 m条件下，水、砂、土介质工况最大应力由原型的12.859、13.625、13.899 MPa降至优化体型的7.990、9.355、9.576 MPa，降幅均超30%。研究结果可为防洪箱结构优化设计及不同填充介质条件下的工程应用提供技术支撑。

关键词：防洪箱, 填充介质, 挡水稳定, 数值模拟, 结构优化