二维斜滑坡涌浪的试验研究

历史上由于水库、海洋、湖泊岸坡滑动所激起的涌浪曾造成较大灾难,同时也促进了对这方面的研究工作。但是对滑坡涌浪的模拟试验还进行得不多,理论方面的研究更少。为了探索岸坡失稳而产生高速整体滑动所激起的涌浪特征和演变规律,在波浪水槽中进行了斜滑坡的涌浪试验,主要研究了滑体厚度大于水深的情况。这样一则是使问题简化,二则是便于和Noda所作的水平滑坡和垂直滑坡涌浪结果相比较,探索斜滑坡涌浪与水平、垂直滑坡涌浪的差异和关系,同时为工程预测潜在性斜滑坡可能激起的涌浪情况,提供科学依据,这是本次试验研究的主要目的。     

水库滑坡涌浪爬坡特征试验研究

由滑坡引起的涌浪灾害不仅严重威胁航运安全,还会冲毁码头、大坝等水工建筑物并造成沿岸居民生命财产的损失。采用物理模型试验的方法对散粒体滑坡涌浪的爬坡特性开展了研究。试验结果表明：影响涌浪爬坡高度的主要因素有滑坡入水速度、滑坡体规模、滑动面倾角、水深、传播距离和爬坡角度等;当涌浪远场传播形态类似椭圆余弦波或孤立波时,涌浪爬坡高度较高,岸坡处水流紊动剧烈,涌浪对岸坡的破坏能力也最强。根据试验结果还建立了近岸坡处涌浪最大波幅计算模型,并结合经典波浪爬坡经验公式推导出了新滑坡涌浪爬坡高度计算公式。以长江新滩滑坡为例,验证了新涌浪爬坡高度计算公式的精度。研究结果能为实际工程中可能存在的滑坡涌浪爬坡灾害范围预测和涌浪避险方案制定等提供一定参考。     

复杂河道边界对滑坡涌浪周期的影响

滑坡涌浪对涌浪生成和传播区域可能造成巨大影响。河道型水库滑坡涌浪受河道边界的作用会产生波浪叠加。为研究河道边界对滑坡涌浪周期的影响规律,借助长江三峡库区万州某河段与原型一致的物理模型,基于FLOW-3D计算流体力学软件建立三维滑坡涌浪数值模型,给出了数值求解、网格划分和边界条件设置方法,并经物理模型试验对建立的三维数学模型进行一致性较好的验证。按照滑坡体入水点位于河道直线段、弯道凸岸顶点、弯道凹岸顶点3种工况,模拟分析复杂河道边界对滑坡涌浪周期的影响规律,绘制波谱强度与频率关系图,得出不同岸坡坡度、弯道凹岸平面曲率、凹岸圆弧角度、凸岸圆弧角度对涌浪周期的影响规律。     

基于物理模型试验的库区岩质滑坡涌浪爬高研究

库区滑坡涌浪会对附近岸坡造成不利影响,可能引发次生灾害。以岩质滑坡涌浪对岸坡的影响演变过程为研究对象,建立了相似比1∶70的三峡库区典型河道滑坡涌浪的三维地质力学模型,研究了滑坡体宽度、厚度、滑面倾角等27组不同组合工况下的滑坡涌浪爬高规律,提出了适用于岩质滑坡涌浪爬高估算公式。结果表明,涌浪爬高随着滑坡体宽度、厚度、滑面倾角增大而呈现不同幅度的增加,滑坡体宽度对涌浪爬高的影响最为显著,其次为滑坡体厚度和滑面倾角;现有波浪爬高估算公式结果与岩质滑坡模型试验值存在较大差异,在试验基础上,提出了有关相对水深、波坦和岸坡角度的波浪爬高的估算公式,为库区岩质滑坡涌浪爬高估算提供理论基础。     

龙羊峡水库岸坡稳定研究第二次讨论会在青海举行

黄河龙羊峡水库七号地段岸坡稳定研究第二次科研讨论会80年10月8日至15日在西宁和龙羊峡举行。与会单位20个,代表60人。会议交流了龙羊峡水库七号地段岸坡稳定的研究成果;着重讨论了施工期的滑坡可能牲和安全问题;讨论了滑坡监测仪器的研制计划。     

金沙江上游旭龙水电站库区滑坡堵江及涌浪风险研究

旭龙水电站库区岸坡陡峻,不良地质体发育,为确保水电站正常运行,准确评价不良地质体稳定性和滑坡堵江及涌浪风险至关重要。经工程地质测绘确定库区分布18处不良地质体,均为第四系堆积体,蓄水前稳定,不存在堵江风险。蓄水后有8处堆积体可能存在变形破坏,其中7处堆积体可能发生塌岸,规模小,不会堵江;16^#堆积体可能发生滑坡,规模较大,可能堵江和产生涌浪。利用GeoStudio软件对16^#堆积体进行了稳定性分析,采用分析模拟法和潘家铮法对滑坡堵江风险进行了预测,并利用滑坡涌浪经验公式分析了涌浪对滑坡区、水库上下游岸坡和大坝的影响。结果表明,16^#堆积体失稳不会造成堵江,滑坡涌浪不会影响大坝安全。研究思路与方法可为金沙江上游相关工程的风险预测提供借鉴。     

龙羊峡库区滑坡遥测仪器鉴定会

由水电部西北勘测设计院负责研制的黄河龙羊峡近坝库岸滑坡遥测仪器,于1985年11月25日至27日在龙羊峡工地由水电总局主持鉴定。应邀参加鉴定会的有水电部水利水电科学研究院、中南勘测设计院,成都勘测设计院、昆明勘测设计院、长江流域规划办公室、黄河水利委员会、兰州国营新兰仪表厂、梧州无线电     

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。     

岩质滑坡涌浪对三峡库区岸坡的冲刷模型试验

为了解岩质滑坡涌浪对三峡库区岸坡的冲刷破坏情况,以万州港为原型,设计岩体滑坡涌浪物理模型试验,分析了不同滑坡体体积和滑面倾角情况下滑坡涌浪对库区3种不同粒径岸坡的冲刷深度和静水面上下15 m岸坡整体的冲刷特性。试验结果表明:岸坡最大冲刷深度与滑坡体宽度及厚度呈正相关关系;滑坡体体积较大时,岸坡冲刷深度在滑坡体滑面倾角为40°时最大,滑坡体体积较小时,岸坡冲刷深度在滑坡体滑面倾角为60°时最大;岸坡需防护范围为静水面上下7 m,在静水面和岸坡接触的部位需重点防护。根据试验数据,给出了计算岸坡最大冲刷深度的经验公式。     

黄河龙羊峡工程近坝库岸滑坡涌浪及滑坡预警研究

龙羊峡水库近坝库岸南岸是半岩性土组成高陡岸坡，蓄水后可能产生高速滑坡激起巨大涌浪。研究工作内容有岸坡岩土特性、岸坡破坏机制、监测岸坡变形，预测今后１０年的变化，建立滑坡预警标准。     

九畹溪崩塌堆积体塌岸预测及对涌浪的影响分析

三峡水库蓄水后库区涉水崩塌堆积体前缘会产生新的塌岸,进而对崩塌堆积体涌浪产生影响。为科学预测塌岸对崩塌堆积体涌浪灾害的影响,以三峡库区九畹溪崩塌堆积体为研究对象,通过工程地质调查,查明了其塌岸类型及其特征;运用岸坡结构法预测了崩塌堆积体的塌岸范围;采用改进条分法计算了塌岸前后崩塌堆积体运动速度;运用潘家铮法预测了塌岸前后九畹溪崩塌堆积体产生涌浪的初始高度,并对崩塌堆积体涌浪对岸点爬高进行了计算和对比。研究表明,三峡水库蓄水会导致九畹溪崩塌堆积体塌岸加剧,塌岸后崩塌堆积体初始涌浪高度及对岸点涌浪爬高会大幅度降低,表明塌岸减小了涌浪灾害的危害。     

龙羊峡工程化灌浆材试验成果评审会

1986年3月13日至15日,水电部水利水电建设总局在龙羊峡工地召开龙羊峡工程化灌浆材试验成果评审会,对中科院广化所、武警水电二总队研究试验的中化-798,水科院的SK-E和水电部基础公司的JX-1等三种环氧系浆材,以及水电部华东院的L·W·水溶性聚氨酯浆材的试验成果进行了评审。会议根据研究试验单位提出的试验成果报告,在会上分别介绍的浆材研制过程、性能和试验灌注工艺,     

黄河龙羊峡水电站近坝库岸监测工程达到首次监测要求

龙羊峡水电站近坝库岸稳定性的研究和滑坡涌浪的预测、预报是本工程的重大技问题之一。我院从1979年开始会同有关科研单位和大专院校对本课题进行专题研究,于1984。年提出了“黄河龙羊峡水电站近坝库岸滑坡涌浪问题研究报告(运行期)”,1985年又提出了“黄河龙羊峡水电站蓄水初期近坝库岸滑坡监测没计专题报告”。这两个报告都经水电部原水电总局先后审查通过,1986年我院承担了本监测工程的土建、测量监测网、仪器安装等工作。我院组成了现场监测工程指挥部,组织了四个地勘队、测量队等六个单位的部分人员在工地会战。他们战胜了地形险恶、交通不便、生活困难等不利工作条件,终于在1986年10月上旬完成了首次监测的任务,为按期下闸蓄水提供了条件。     

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。     

弯曲河道型库岸滑坡涌浪传播及其与大坝的相互作用

库岸滑坡是一种常见地质灾害,如果无法及时预测而出现下滑,则滑坡入库后很可能诱发涌浪,危及河道交通或附近水利设施安全。以弯曲型河道滑坡入库诱发涌浪为研究对象,基于Flow-3D模拟弯曲河道型库岸滑坡涌浪传播过程及其与下游水利设施——大坝相互作用。为了检验水工物理模型试验的有效性和精度,在相关库岸滑坡涌浪研究基础上构建了三维滑坡涌浪数值模型。研究表明：三维数值模拟和水工物理模型试验结果吻合较好,主要体现在涌浪水面高度变化和传播过程。同时,分析不同水深和下滑坡角条件下大坝和滑坡涌浪相互作用过程,得出最危险的水深条件和入射角度,通过工程实例验证分析得出最大动水头小于涌浪高度水头且沿水深有一定程度的折减,则采用最大涌浪爬高水位静力方法计算分析坝体应力,其结果偏安全。     

滑坡涌浪预测评价方法综述

鉴于滑坡涌浪是一个涉及滑坡动力学、岩土力学及流体力学等多学科的复杂流固耦合问题,且具有重要的地质灾害研究价值,在收集整理国内外20个典型滑坡涌浪资料、归纳大量国内外滑坡涌浪预测评价方法的基础上,将滑坡涌浪的预测评价方法分为四类:经验公式法、数值分析法、物理模拟法和其他研究方法,针对各类方法的适用性与优缺点展开讨论与评析。根据滑坡涌浪各种预测评价方法的研究现状、局限性以及发展趋势,提出未来滑坡涌浪研究的几点展望。     

李家峡水库正常运行期的滑坡涌浪试验研究

李家峡滑坡涌浪试验研究共分三期，即施工期、提前发电期和正常运行期，其中一、二两期内容已刊登在西北院论文集第三集上。本文所研究的内容是在工程竣工后电站投入正常运行时，产生滑坡涌浪的试验研究，是前两期试验研究的继续，与前两期试验资料一起组成了李家峡三个时期滑坡涌浪的完整内容。     

山区库岸滑坡涌浪翻坝三维数值模拟研究

以往对滑坡涌浪的研究较多地关注其形成过程和传播规律,而对翻坝模式的研究尚为欠缺。将滑坡涌浪形成、传播、翻坝三个阶段作为整体研究对象,运用FLOW-3D模拟了实际地形中滑坡入水生成涌浪、涌浪传播至坝前并造成翻坝的整个物理过程,全面分析了滑坡涌浪的翻坝规律,以期为库岸滑坡灾害预防提供参考。     

滑坡涌浪的数值模拟

推导了用于模拟滑坡涌浪的DIF方程,并采用非规则网格有限体积法和显式MacCormack预测-校正数值方法求解该方程,建立了滑坡涌浪数值模型。利用新滩滑坡涌浪原型观测资料对数值模型进行了验证。模拟的涌浪首浪高度、涌浪爬坡及涌浪的沿程传播规律与原型观测资料吻合较好。研究了计算结果的可视化及进一步分析了滑坡涌浪灾害,此研究成果可用于滑坡涌浪灾害的预报和防治。     

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。