库区滑坡涌浪理论研究进展

水库滑坡涌浪是个复杂的流体力学问题。在最近几十年,通过对边界条件、波浪发生机制以及流动条件作出合理假设,许多理论被用于描述滑坡涌浪。首先,对一部分滑坡涌浪中的典型理论进行了回顾,如孤立波,冲击波,稀疏波等。其次,对各理论在实际工程中的适用性以及缺点进行了详细比较。最后,为建立可靠的涌浪预测模型提供了实用的标准。     

地震与滑坡碎屑流引发堰塞湖涌浪动水压力研究

为了研究堰塞湖水体在地震以及同震滑坡碎屑流共同作用下产生的涌浪动水压力,设计了振动台造波模型试验,开展了地震作用下堰塞湖涌浪动水压力试验,获取单独地震作用下动水压力数据并同已有地震动水压力计算公式进行比较;开展了滑坡碎屑流作用下的堰塞湖涌浪动水压力试验,获取单独滑坡碎屑流作用下动水压力数据,进而建立了计算滑坡碎屑流作用下的堰塞湖涌浪动水压力的统计公式;开展了地震和滑坡碎屑流综合作用下的堰塞湖涌浪动水压力试验,最终建立了复合动水压力的计算公式. 研究结果表明:地震涌浪动水压力与水深和地震峰值加速度的关系可用Westergaard公式描述;滑坡碎屑流涌浪动水压力与初始水深负相关,与碎屑流入水速度和碎屑流体积正相关;复合动水压力小于单独地震动水压力和单独滑坡碎屑流动水压力二者之和,约为二者和的51%～95%.      

河道型水库滑坡涌浪安全评估系统设计与实现

山区河道型库岸滑坡及其产生的涌浪给库区航运、旅游、生产生活以及人员财产造成巨大威胁和损害。以三峡库区万州段为研究范围,基于Arc GIS Engine和Skyline等专业软件,在山区河道型水库滑坡涌浪安全评估系统整体设计的基础上,详细分析了初始涌浪高度、涌浪传播与衰减系数、固流能量交换系数、涌浪爬高、横摇角度以及涌浪安全评估等核心功能的实现流程、实现算法及具体操作。该系统不但能快速计算出滑坡产生后某特定网格单元的涌浪特征值,而且能通过系统的批量计算模拟得到研究区河段范围内所有网格单元的涌浪特征值分布情况。研究成果可为滑坡涌浪灾害空间预警及航道安全评价与管理等提供可视化分析平台。     

三维滑坡涌浪的产生及其传播过程的数值研究

从Navier-Stokes方程出发,采用VOF法追踪自由液面,基于流体计算软件FLOW3D,模拟宽广水域内滑块下滑所引起的涌浪及其传播过程,将数值结果与实验结果进行对比可知,计算值与实验值吻合较好．在此基础上,研究了涌浪产生时相同角度不同半径和相同半径不同角度测点位置的波高;并对涌浪产生后水体的流场结构以及自由液面的变化过程进行了研究．研究结果表明,该数学模型具有较高的精度和适应性,能较好地模拟滑坡崩落所导致的涌浪现象,对水库大坝设计及滑坡涌浪灾害预防具有一定的参考价值．     

山区河道型水库滑坡涌浪的计算研究

在弄清水库滑坡发生的成因及涌浪大小影响因素的基础上,根据固流能量交换原理,选择典型山区河道型水库--三峡水库为依托进行水槽概化模型试验,采用多元线性回归方法,得到滑坡坡度、固流有效接触面积、富裕水深3因素与相对初始涌浪高之间的关系以及沿程分别距滑坡入水点2,4 m远涌浪高与初始涌浪的关系,将拟合的经验公式计算值与试验所...     

某市区滑坡河段防洪堤加高方案可行性论证

通过对某市区滑坡河段防洪堤加高方囊的可行性论证,详细介绍了滑坡稳定性分析、滑坡水平运动速度计算、滑体入水涌浪预测和防洪堤设计高度计算。     

山区河道型水库陡岩滑坡涌浪首浪试验研究

基于点激波理论,选取三峡库区典型陡岩滑坡为研究对象,借助水槽概化模型试验,模拟滑坡产状和入水交换过程,通过对试验结果的分析,得出初始涌浪高度随各影响因素的变化规律;采用多元线性回归方法,得出滑坡坡度、滑体厚度、水深3因素与首浪高度的经验计算公式,计算值与实测值较吻合.     

山体滑坡灾害险情的水上交通管制模式

为了保障船舶航行安全和维护航道通航效率,以大中规模剧动式岩土混合体滑坡及其涌浪为对象,在大量案例统计资料、物理模型实验、文献查阅及实地调研资料等基础上,根据滑坡变形破坏阶段和环境外力诱发因素研判山体滑坡发生概率,根据滑坡破坏变形阶段、滑坡涌浪规模、环境外力诱发因素、通航环境限制条件研判山体滑坡灾害的海事综合风险;根据其海事风险演变特征,提出以交通管制形式和限航等级为要素的水上交通管制模式,交通管制形式依据山体滑坡灾害发生概率确定,限航等级依据山体滑坡灾害综合海事风险而确定.研究结果表明:当山体滑坡灾害发生概率为0.6、山体滑坡灾害综合海事风险分别取值1.80和2.25时,应分别实施戒备性通航和限定通航形式的限制性通航;当山体滑坡灾害发生概率为0.72、综合海事风险分别取值2.16和2.70时,应分别实施限定船舶对象与限定通航时间相结合的限制性通航和禁航.      

高速滑坡岩体碰撞破碎的能量分析

笔者在文中对高速运动的滑坡岩体与途中山体发生碰撞时能量的传递及转化关系进行了详细分析,得出了滑坡岩体解体破碎时可分配能量的表达式及碰撞后滑坡体的平均速度和运动方向,为进一步研究远程活动阶段碎屑流的形成奠定了基础,对防灾减灾具有重要意义.     

高速滑坡岩体碰撞破碎的能量分析

笔者在文中对高速运动的滑坡岩体与途中山体发生碰撞时能量的传递及转化关系进行了详细分析,得出了滑坡岩体解体破碎时可分配能量的表达式及碰撞后滑坡体的平均速度和运动方向,为进一步研究远程活动阶段碎屑流的形成奠定了基础,对防灾减灾具有重要意义.     

三峡水库运行期间凉水井滑坡稳定性变化特性

凉水井滑坡是由库水位变化和自身地形地貌特征等因素所导致的推移式深层大型、复活型土质老滑坡.基于凉水井滑坡的基本地质条件,运用传递系数法对滑坡在三峡水库蓄水运行以后的稳定性进行了评价,并就滑坡体含水量对滑坡稳定性影响进行了试验研究.结果表明:水库蓄水运行期间,滑坡的稳定性与滑体被水淹没范围有关.当水位以1 m/d的速度在...     

注浆钢管微型桩加固滑坡的试验研究

为探讨注浆钢管微型桩对滑坡的加固机理,通过离心模型试验,分别从坡顶位移、坡面位移及坡内部位移分析了注浆钢管微型桩对滑坡的控制效果,并讨论了钢管微型桩的受力特征.试验结果表明:注浆钢管微型桩能有效地控制边坡土体位移,阻止滑坡的产生,防止圆弧型滑裂带的形成,仅坡体表面局部浅层形成裂纹;前桩所受的最大土压力约为后桩的13.3%,表明后桩承受较大的滑坡推力;加固过程中,前桩的弯矩曲线由反S型逐渐变为S型,而后桩的弯矩曲线一直呈S型.     

隧道高地温的地质成因研究

为研究隧道高地温的地质成因，以云南某在建高速公路隧道——尼格隧道为研究对象，该隧道兼有高水温与高岩温，最高水温达63.4 ℃，最高岩温达88.8 ℃. 从区域地质构造及地震特征、水化学特征、地热储特征等对区域性的热因控制、水源、热源、导热通道等进行了分析，利用氢氧同位素分析法、锶同位素分析法、微量元素分析法、放射性元素分析法等对隧址区的热水来源及演变过程、热源成因进行了研究，并结合隧道工程地质、水文地质条件及开挖揭示状况，对隧道高水温段及高岩温段的地质成因过程进行了剖析. 研究结果表明:灰岩段高水温的成因过程与花岗岩段高岩温有所差异，隧道高水温的成因过程为热源（深部热异常体）—主要传热通道（深循环）—次级传热通道—浅表水体混合、水岩作用，其过程伴随着冷热水混合作用、离子交换作用等；隧道高岩温的成因过程为热源（深部热异常体、放射性元素衰变生热）—主要传热通道（深循环）—次级传热通道—热气沿裂隙传至隧道岩体，其过程伴随着S元素的富集，易形成H₂S或SO₂有毒有害气囊.      

基于有限元强度折减法的滑坡稳定性分析

在通用有限元计算软件ANSYS中建立均质滑坡与有下伏倾斜岩层的滑坡两种模型,依据ANSYS所提供的单元特性对滑坡岩土体进行模拟,并采用强度折减法对其进行分析;以有限元静力计算不收敛和位移不收敛作为滑坡整体失稳的判据,通过对比分析,得出在岩土性质相同的情况下,两种不同滑坡模型的塑性区发展规律及各自的安全系数。这项研究可为工程提供防护依据。     

Numerical investigation of characteristics of water-exit ventilated cavity collapse

The collapse of the ventilated cavitation occurring on a cylindrical vehicle during the water-exit is numerically researched. The numerical model employs the finite volume method to solve the multiphase Reynoldsaveraged Navier-Stokes (RNNS) equations and uses the volume of fluid (VOF) method to capture the free surface. A practical water wave environment that the vehicle usually encounters is reproduced in a numerical wave flume, so that the water wave’s effect on the cavity collapse flow regime is investigated. The main feature of the waterexit collapse of a ventilated cavity is studied under the wave-free condition. The result indicates that a collapsing ventilated cavity experiences two stages, in which the pattern of cavity evolution is different. In the early stage, the cavity undergoes a rapid shrinkage as a closed body. In the late stage, the cavity releases gas from the front due to the increase of the cavity pressure. The water wave effect is investigated at three typical wave phases: the wave crest, the wave trough and the wave node. Results show that when the vehicle is launched under the wave node, the cavity collapse regime remains fairly axisymmetric and is similar to the wave-free case. However, when the vehicle is launched under the wave crest and trough, the cavity evolution presents highly three-dimensional (3D) features. The results of predicted cavity size, pressure distributions and hydrodynamic forces at different wave phases show that the wave effect is relatively weak at the wave node but becomes apparent at the wave crest and trough.     

隧道瞬变电磁法地电参数敏感度分析

为探讨瞬变电磁法用于隧道超前预报时瞬变电磁场的特点,用ANSYS模拟了层状半空间和地下全空间瞬变电磁场的传播特性．通过改变低阻异常体的埋深、半径、电阻率及高阻围岩的电阻率,得到了瞬变电磁场探测结果对各参数的敏感程度,并对探测结果进行拟合,得到了相应的函数特性．结果表明：地下全空间瞬变涡流场的传播表现为“水波效应”,而非层状半空间的“烟圈效应”;隧道中低阻体地电参数变化将显著改变二次场的时域特性．是隧道电磁法的敏感参数：高阻围岩电导率变化对二次场时域特性的影响不大．是不敏感参数．     

宜巴高速公路香溪河库区某滑坡渗流及稳定性分析

根据三峡库区库水位调控方案,对宜昌-巴东高速公路三峡库区香溪河段某滑坡进行稳定性分析.采用有限元程序模拟该滑坡在库水位涨落条件下的非稳定渗流场变化过程,得到了库区不同蓄水速率和消落速率边界条件下滑坡内孔隙水压力和浸润线的分布规律;基于渗流计算结果,并利用摩根斯坦-普赖斯极限平衡法分析了对应边界和工况条件下滑坡稳定性系数变化.研究结果表明:由于该滑坡前缘涉水体积小,渗流场受库水涨落幅度和速率影响小,以致滑坡稳定性变化幅度不大,总体变化波动为1.2%～1.7%;库水涨落过程中的稳定性系数均呈现出先递减然后递增的V形变化趋势;而且蓄水和消落速率越大,滑坡稳定性减小的幅度和速率越大,表明库水涨落速率是控制库岸滑坡稳定性的主要因素之一.     

一种用于浅埋隧道抗震分析的拟静力数值方法

提出一种用于浅埋隧道抗震分析的拟静力数值方法,该方法用等效静载反映地震波对围岩与衬砌结构的作用,考虑地震波特点,分别计算体波（Ｐ和Ｓ波）和面波（Ｒ波）的影响,并将计算得出的衬砌反应与静载作用下的隧道衬砌的已有应力迭加视作隧道在地震时最大应力,地震波作用及静载作用的结构位移及应力均采用有限元或其它数值方法计算,提出的方法已在南昆铁路隧道抗震研究中的运用。     

朝东岩隧道爆破掘进中围岩振动测试与分析

通过对朝东岩公路隧道爆破掘进过程中围岩振动的测试和数据分析 ,结果表明在隧道爆破掘进过程中 ,采用分段控制爆破在围岩中产生振动效应并不随同时起爆的装药量成正比增长 ,振动最大的是掏槽爆破 .不同围岩类别的应力波衰减规律有明显的差异 ,且均可用萨道夫斯基经验公式较好地模拟 .同时在围岩内应力波的频率有明显的变化规律 .实际施工爆破方案优越于理论爆破方案