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丁坝是山区河流航道整治工程措施中最常见的水工建筑物。丁坝修建后，束窄河槽，横向导流导沙，局部形成环流，冲槽淤滩、改善河床形态，保护河岸及堤防，维持航槽水深，使航道达到通航标准要求。但丁坝所处自然环境恶劣，受到水流作用及河床形态的影响复杂，造成丁坝水毁频频出现。为了能有效地预防或减少丁坝水毁灾害的发生，需要应用新的技术手段，不断提高航道整治工程的设计水平和施工技术。本文基于流固耦合理论，采用有限元数值模拟方法，结合2018年嘉陵江川境段金溪库区4#号丁坝“7.11洪水”水毁调查资料，对丁坝水毁过程中的水流结构和失稳破坏机制进行研究，获得了以下初步成果：
(1)结合4#丁坝和嘉陵江“7.11洪水”，根据不同流速和不同水深情况，采用航道整治规范及其他常用方法，对丁坝的冲刷深度、块体稳定重量、抗滑稳定性等进行了系列计算校核分析，得到流速过大、水深较深、坝体块体重量不足、坝基易冲是造成丁坝水毁的主要原因。一般情况下，流速达3m/s、水位较高(高过坝顶2m水位)时，丁坝即开始出现水毁；流速越大、水深越大，水毁越严重。
(2)利用ANSYS的CAE仿真平台Workbench建立了水—丁坝的耦合数值模型，通过数值模拟结果得出了丁坝坝头处、坝身段在水毁过程中的水流结构分布规律。在坝头处，由于流速较小，坝头水流结构存在绕流趋势，翻坝水流呈轻微下潜趋势；在坝身段由于丁坝的阻水作用，在迎水坡形成上升水流，坝顶流速增大，且坝后的水流结构呈现出明显的底流和面流，底流流速较大，面流流速较小，对背水坡坡脚处河床形成冲刷。随着流速的增大，水位上升，坝头绕流趋势减弱；坝身段坝顶流速和越坝后下潜水流流速越来越大，对背水坡坡脚以及坡顶冲刷作用增大。坝体结构破坏后，在原有丁坝位置处水流结构又恢复相对稳定，但在产生移位的块石处，仍呈现出相似的水流结构，直到坝后距离较远处，水流结构才保持相对稳定。
(3)通过在2m/s、4m/s的流速下丁坝水毁的数值模拟对比计算，可知丁坝的水毁失稳破坏为塑性破坏；在2m/s流速下，坝体基本保持稳定；在4m/s的流速下，坝头部分坝体全部损毁，大部分填筑石料被洪水带走，坝身段坝体全部损毁，少部分坝体块石残留在坝体处，坝根段块石在水流作用下也产生了移位，坝体原有形状部分损毁。模拟结果与现场调查情况基本吻合。
(4)本文的研究结果可为山区河流航道整治丁坝设计和施工提供借鉴和参考。
(1)结合4#丁坝和嘉陵江“7.11洪水”，根据不同流速和不同水深情况，采用航道整治规范及其他常用方法，对丁坝的冲刷深度、块体稳定重量、抗滑稳定性等进行了系列计算校核分析，得到流速过大、水深较深、坝体块体重量不足、坝基易冲是造成丁坝水毁的主要原因。一般情况下，流速达3m/s、水位较高(高过坝顶2m水位)时，丁坝即开始出现水毁；流速越大、水深越大，水毁越严重。
(2)利用ANSYS的CAE仿真平台Workbench建立了水—丁坝的耦合数值模型，通过数值模拟结果得出了丁坝坝头处、坝身段在水毁过程中的水流结构分布规律。在坝头处，由于流速较小，坝头水流结构存在绕流趋势，翻坝水流呈轻微下潜趋势；在坝身段由于丁坝的阻水作用，在迎水坡形成上升水流，坝顶流速增大，且坝后的水流结构呈现出明显的底流和面流，底流流速较大，面流流速较小，对背水坡坡脚处河床形成冲刷。随着流速的增大，水位上升，坝头绕流趋势减弱；坝身段坝顶流速和越坝后下潜水流流速越来越大，对背水坡坡脚以及坡顶冲刷作用增大。坝体结构破坏后，在原有丁坝位置处水流结构又恢复相对稳定，但在产生移位的块石处，仍呈现出相似的水流结构，直到坝后距离较远处，水流结构才保持相对稳定。
(3)通过在2m/s、4m/s的流速下丁坝水毁的数值模拟对比计算，可知丁坝的水毁失稳破坏为塑性破坏；在2m/s流速下，坝体基本保持稳定；在4m/s的流速下，坝头部分坝体全部损毁，大部分填筑石料被洪水带走，坝身段坝体全部损毁，少部分坝体块石残留在坝体处，坝根段块石在水流作用下也产生了移位，坝体原有形状部分损毁。模拟结果与现场调查情况基本吻合。
(4)本文的研究结果可为山区河流航道整治丁坝设计和施工提供借鉴和参考。