基于FLUENT的狭长型水库滑坡涌浪研究

滑坡涌浪是水库库区岸坡岩土体失稳下滑冲击库区水体而产生波浪的现象。大规模的滑坡可使库区产生巨大的涌浪,传播至坝前甚至会翻越大坝造成坝体溃决,严重威胁下游城市居民生命财产安全。以长岭皮水库为例,采用FLUENT软件模拟其库尾渣土填埋场发生不同规模滑坡所激起的坝址处最大浪高,并与潘家铮方法、中国水科院经验公式法和美国土木工程协会推荐方法等经验公式的计算结果对比;分析了滑坡体入水横断面形态及入水角度对滑坡涌浪高度的影响,发现涌浪最大浪高与滑坡体入水临水面面积呈线性正相关,并与入水角度呈非线性先负相关后正相关;提出了滑坡涌浪不漫顶的滑坡体临界体积。不同滑坡工况下的计算结果可为长岭皮水库库尾滑坡涌浪灾害预防提供参考。     

考虑阻力作用的碎石土滑坡涌浪数值模拟方法研究

滑坡涌浪是库区水灾害的风险来源之一,开展涌浪预测研究对提升航道安全,减小近岸洪水风险具有重要的工程应用价值,但滑坡体入水形成涌浪的动力过程十分复杂,目前对其进行准确模拟仍是棘手的问题。基于等效流体假设,将非均质的碎石土滑坡视为连续的特殊流体,通过自定义函数编写滑坡体沿滑动面运动的摩擦阻力程序,利用Realizable k-ε湍流模型与VOF法建立了碎石土滑坡涌浪数值模拟模型。研究结果表明：该方法可较好地模拟碎石土滑坡体水下运动与堆积形态,且获得的涌浪波幅精度较高;阻力模型中摩擦系数与内摩擦系数同滑坡体的变形速率分别成反比关系,而湍流阻力系数增大仅能减缓滑坡后缘的变形速率。研究成果可为定量评估碎石土滑坡涌浪灾害风险、制定库区涌浪灾害紧急避险预案提供参考。     

乐昌峡水库鹅公带滑坡体滑坡涌浪影响研究

鹅公带滑坡体位于乐昌峡水库库区上游约1.3 km的右岸侧,库区河道狭窄,滑坡涌浪会对库区岸坡和挡水大坝等产生明显不利的影响。根据鹅公带滑坡体分布的特点,对其滑坡涌浪影响进行水力模型试验,模拟了滑坡体的下滑过程和滑坡速度,对滑坡涌浪的浪高、漫坝涌浪水量、挡水大坝的涌浪动水压强等特性进行分析,成果可供工程设计和运行参考。     

乐昌峡水库松山子滑坡体滑坡涌浪影响研究

在对国内现有的滑坡体滑坡模拟试验方法总结的基础上,采用研制的“滑坡模拟控制系统”模拟松山子滑坡体的滑坡速度和下滑过程,对其滑坡涌浪的浪高及传播、挡水大坝的涌浪动水压强、漫坝涌浪水量等进行分析,成果可供工程设计和运行参考。     

李家峡水电站坝前滑坡蓄水前后的变形及稳定性分析

李家峡水电站坝前滑坡在蓄水前后一直处于活动状态，其危害是剧滑形成的坝前涌浪对大坝安全带来影响．本文通过对电站坝前滑坡体的勘察及变形监测资料分析，对滑坡的复活和蠕变特性进行了探讨，采用Sarma法对滑坡在水库蓄水前后的稳定性进行了计算和评价．认为：滑坡在水库运行期处于极限平衡和缓慢的蠕滑状态，整体失稳产生剧滑的可能性不大．这对李家峡工程后期处理和正常运行具有现实的指导意义。     

雾江大型滑坡体治理及涌浪分析

雾江大型滑坡体长期处于缓慢蠕滑变形状态，危害涔天河水库建筑物安全，存在治理难度大、造价高的问题。通过刚体极限平衡法和有限元法，分析了滑坡的滑移模式与现状稳定状态，反演了滑带物理力学参数，系统地分析了工程蓄水及运行时滑坡体的整体及局部稳定性。通过计算与仿真，进一步研究了滑坡失稳涌浪及淤塞的影响，最终系统地提出了滑坡体治理优化方案。     

库岸滑坡灾害评价

以位于三板溪水电站进水口上游的滑坡为例,分析了滑坡的稳定性,以及滑坡体滑入水库的滑速、激起的涌浪高度,并对滑坡失稳后产生的后果进行了评价,提出了相应的工程治理措施。     

基于CEL算法的小浪底大柿树滑坡涌浪分析

基于CEL算法对复杂的滑坡涌浪问题进行了研究,并将其应用于小浪底大柿树滑坡浅部滑坡体失稳产生的涌浪灾害效应预测。结果表明:当蓄水位分别为230.0、260.0、275.0 m时,若大柿树滑坡浅部滑体发生失稳,则在滑坡附近可能产生的最大涌浪高度分别为9.6、5.4、7.0 m,在对岸形成的爬坡高度分别约为21.6、10.2、15.0 m,到达坝体所产生的涌浪高度分别为2.0、1.1、1.4 m左右,大柿树滑坡体产生的涌浪对大坝安全影响不大。     

高坝大库滑坡涌浪灾害链研究综述

对高坝大库滑坡涌浪灾害链相关研究成果和发展趋势进行综述,概述了水库区典型滑坡涌浪实例,从水库滑坡分类、滑坡失稳诱发因素、滑带强度参数确定、滑速计算及运动演化规律、滑坡涌浪产生及传播模拟技术、涌浪与水工建筑物相互作用等方面对已有研究现状进行总结归纳,对各类研究方法的适用性和局限性进行了评述,并对目前存在的研究难点、关键技术以及下一步亟待解决的问题做出了展望。     

水上滑坡冲击涌浪的远场传播特征数值模拟分析

为分析三维滑坡冲击涌浪的远场传播特征,采用FLOW-3D软件建立三维模型,选取不同的滑坡体厚度、宽度与入水速度,模拟滑坡体入水、水体飞溅以及涌浪产生和传播过程。结果表明：滑坡涌浪在传播7倍水深距离后趋于稳定,其相对波高与周期由滑坡体弗劳德数、相对下滑时间以及滑坡体相对体积决定,滑坡体对远场涌浪能量的传递率在8.0%～19.7%之间。     

三峡库区白家包阶跃型滑坡动态变形特征与机理

三峡库区内许多滑坡受库水位周期性涨落及降雨的影响,其变形时间曲线呈阶梯状,滑坡变形呈现出阶跃型动态变形演化特征。为了深入研究阶跃型滑坡的动态变形机理,评价预测该类型滑坡的稳定性及发展趋势,本文以白家包滑坡为例,根据现场地质调查及勘查资料,充分利用挖掘十多年的监测数据,分析其动态变形特征、变形机理、影响因素和稳定性,预测其动态变形发展趋势。结果表明此类滑坡由于渗透性能较差,当水库退水时,坡体内地下水向水库排水缓慢,形成地下水与库水位的正落差,指向坡体外侧的渗透压力增大,使得坡体稳定性降低。并且库水位下降速率越大,滑坡位移速率就越大。     

降雨诱发全-强风化岩边坡浅层失稳模型试验研究

以珠江－西江经济带先行试验区典型降雨诱发型滑坡为研究对象,引入流体力学相似原理以韦伯准则作为降雨相似标准,开展了3组降雨诱发滑坡全过程物理模型试验。分析了边坡对降雨入渗的响应规律、入渗过程对边坡变形的影响、边坡破坏过程与破坏模式,初步获得华南强烈风化地区降雨诱发滑坡形成机理与成灾降雨特征:①浅层岩土体风化强烈造成的高孔隙率是试验区降雨诱发滑坡的物质基础,非饱和岩土基质吸力消散是试验区降雨诱发滑坡的本质原因,降雨入渗后特定的基质势(含水率)分布是降雨诱发滑坡的条件。②降雨诱发全风化花岗岩滑坡灾害所需累积降雨量比强风化碎屑岩小,强风化碎屑岩滑坡滑动影响范围比全风化花岗岩大。③强暴雨诱发滑坡灾害所需累积降雨量比间歇性降雨小,强暴雨更易诱发滑坡,且诱发的滑坡规模更大。     

三峡库区水位变化对树坪滑坡变形影响机制研究

三峡水库蓄水后,众多涉水型滑坡均有变形迹象,尤其在库水位下降过程中,多数滑坡变形加剧。树坪滑坡属巨型古堆积体滑坡,距三峡大坝坝址约47 km,数年监测结果显示树坪滑坡在库水位下降过程中有强烈变形,若失稳将造成重大损失。为此,现场采集了树坪滑坡近几年监测数据,结合地质调查及勘探资料对其变形机制进行分析,结果表明：树坪滑坡地下水位与库水位涨落保持一致,库水位相对滞后,库水位下降时产生不利于滑坡体稳定性的动水压力,此时 GPS 数据表现出滑坡发生较强烈的变形,具有典型的动水压力型滑坡特征;自动位移计监测结果表明：树坪滑坡在库水位蓄水至175 m 水位后主要发生整体变形,由下部变形牵引上部滑动,具有牵引式滑坡的变形特征。     

基于Linear Cohesion模型的含水堆积体滑坡过程数值模拟

水通常是堆积体滑坡发生的触发因素,采用数值方法模拟堆积体滑坡时加入水的液桥力有助于提高计算结果的合理性。为了研究含水堆积体滑坡过程的各项运动特性,提出采用Linear Cohesion接触模型模拟含水湿润状态下松散堆积体滑坡的运动过程,利用离散元程序EDEM 2017建立了含水堆积体滑坡水槽数值模型,计算堆积体从失稳-滑动-堆积整个运动过程。结果表明:能量密度k是Linear Cohesion模型模拟含水堆积体滑坡的关键参数;当k<5000 J/m^3时,随着能量密度值逐渐增大,堆积体滑动过程的流动性越来越小,最大平均速度值和最大动能越大,当k≥5000 J/m^3时,含水堆积体的各项滑动特征变化不明显;较小能量密度的湿颗粒堆积体在滑动过程中结构体易发生破坏,形成的颗粒群流动性更强,滑动距离更远,扩大了滑坡灾害的影响范围。相关研究成果对今后类似的含水堆积体滑坡灾害的预测和评估有一定参考价值。     

二维滑坡涌浪的SPH方法数值模拟

块体滑坡往往引起自由水面的剧烈变化,研究块体滑坡激发的水面波动一直是水利与海岸工程界非常感兴趣的问题。该文使用SPH方法（光滑质点水动力学）对水下块体下滑引起的自由表面水动力学过程进行了二维数值模拟,并将数值计算结果与试验数据作了对比,计算结果给出了块体下滑过程中,水体表面出现的二次卷破现象,以及在块体上方出现两个方向相反的旋涡,显示了SPH方法对处理块体下滑引起的自由表面大变形问题具有十分优越的特性。通过数值试验,文中还讨论了滑块下滑速度对自由表面破碎和形成的旋涡个数的影响。     

一种改进的滑坡涌浪动力学模型

滑坡涌浪是库区最常见的自然灾害之一,为了对库区滑坡涌浪的灾害范围进行更加准确、高效的模拟,基于Sassa滑坡运动模型、COMCOT海啸模型及其开源有限差分程序、流体力学建立了流动性滑坡涌浪动力学模型.为了使模型能更好地反映滑坡涌浪的实际运动,模型考虑了滑坡涌浪的强烈耦合作用力、波浪破碎等因素对滑坡涌浪运动的影响,并通过...     

金沙江永善—水富段滑坡分布规律及其形成模式

为了评估金沙江向家坝水库(永善—水富)蓄水后岸坡稳定性,同时为水库运营期地质灾害监测预警提供参考资料,以地质图、地形图、正射航空影像和SPOT-5商用卫星影像为基础资料,利用GIS平台,结合蓄水前现场调查和遥感解译方法建立滑坡数据库,利用统计学方法分析滑坡空间分布与岸坡结构、地层的关系,最后归纳了滑坡的四种形成模式。获得以下结果:(1)滑坡主要发育于新市镇以下侏罗系地层,新市镇以上滑坡分布受猰子坝断层控制;(2)缓倾外顺向层状岸坡(Ⅲ1)滑坡数量分布密度最大,斜向层状岸坡(Ⅴ)滑坡数量分布密度最小;(3)侏罗系自流井组(J2z)的滑坡点密度最大,二叠系乐平组(P2l)的滑坡面密度最大;(4)库区已有滑坡形成模式可归纳为四种:(1)倾坡外层状岩体岸坡(Ⅲ2)的切层滑动;(2)缓倾坡外层状岩体岸坡(Ⅲ1)的顺层滑动;(3)缓倾坡内层状岩体岸坡(Ⅳ1)的弧形滑动;(4)崩坡积、冲积松散层顺下伏基覆界面滑动。在向家坝水库蓄水期及运营期,应重点监测新市镇以下岸坡,尤其是缓倾外顺向层状岸坡(Ⅲ1)。     

库区滑坡涌浪数值模拟方法研究进展

对近年来库区滑坡涌浪涉及的边坡失稳、滑动、涌浪产生和传播这4个阶段研究中采用的数值模拟方法的研究进展和发展趋势进行了综述,重点归纳总结了边坡滑动过程以及涌浪产生过程的数值模拟方法的研究成果,指出滑坡涌浪从库区边坡失稳到涌浪传播是一个完整连续的过程,今后需要在目前各个阶段独立研究的基础上融合固体力学和流体力学两类学科中的相关研究方法,建立库区滑坡涌浪全程数值模拟方法,实现滑坡涌浪的全过程模拟。     

基于功效系数法的滑坡灾害风险评估研究

基于功效系数法的基本原理,在综合考虑滑坡的关键影响因素基础上,选取滑坡规模、滑坡稳定系数、当日降雨量、潜在经济损失、受灾人数作为评价因子,建立了一种新的滑坡灾害风险评估方法,并将该方法应用于瀑布沟水电站库区12处滑坡灾害评估,评价结果表明,除麦地滑坡实际结果为Ⅲ级而预测结果为Ⅳ级外,结果准确率达到91.7%。这表明基于功效系数法的滑坡灾害风险评估方法是可行的,为滑坡灾害的风险评估提供了一种新的方法。