泗渡河水库库区滑坡涌浪计算及其影响分析

随着水库库区滑坡现象的增多和滑坡带来损失的增加，部分省要求对新建水库进行防洪影响评价时需进行滑坡涌浪计算及其影响分析。通过对湖北省巴东县泗渡河水库库区的一处崩塌堆积体和库尾的一处滑坡体，在水库建成蓄水条件下进行滑坡涌浪计算，分析了滑坡涌浪对水库大坝及其它建筑物的影响。计算和分析结果表明，滑坡时对水库两岸防洪无不利影响，虽水库大坝最高涌浪为1.0m，但仅超过校核洪水标准情况下的安全超高（0.97m）0.03m，故大坝是安全的。     

迪那河五一水库库区卸荷岩体滑坡涌浪计算及其影响分析

通过对迪那河五一水库库区的卸荷岩体,在水库建成蓄水条件下进行滑坡涌浪计算,分析了滑坡涌浪对水库大坝及其它建筑物的影响。计算结果表明,卸荷岩体坍塌至大坝处最高涌浪为1.0 m,对水库大坝无不利影响,更不会对坝后建筑物构成威胁,对工程安全运行影响较小。     

乐昌峡库区鹅公带滑坡体滑坡涌浪爬高研究

在对乐昌峡水库鹅公带滑坡体滑坡涌浪水力模型试验和有关文献的滑坡涌浪浪高、涌浪波传播及反射计算方法分析的基础上,结合乐昌峡库区的特点,对狭窄河道库区的滑坡涌浪初始浪高计算及其对岸山坡涌浪爬高计算方法的边界条件进行了探讨,该文的计算结果与模型试验成果较吻合。     

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。     

近坝库岸滑坡涌浪对拱坝安全的影响研究

为研究近坝库岸滑坡涌浪对拱坝的影响问题,对某水电站近坝库岸变形体开展整体和局部稳定性分析,偏保守地进行水库滑坡涌浪计算及其对大坝结构安全影响的敏感性分析。研究表明:(1)该变形体的产生与水库蓄水无关,且整体处于稳定状态;(2)在极端条件下,估算正常蓄水位和汛限水位时的滑坡涌浪到达坝前的高度分别为0.61 m和0.56 m;(3)在滑坡涌浪作用下,拱坝坝体应力分布规律正常,应力值在设计容许范围内。该研究为防范滑坡涌浪对拱坝造成不利影响提供了依据。     

水库滑坡涌浪的二维有限元分析方法

一、前 言 当水库内发生急剧、巨大的滑坡时,会激起很高的涌浪,对拦河坝是一个很大的威胁.为了安全起见,往往需通过滑坡涌浪模型试验来确定浪高.由于模型试验需要化费较多的人力、物力和时间,因此研究涌浪数值计算的方法是十分必要的. 近年来,采用一维有限元法及两维有限差分方法进行水库滑坡涌浪计算,已取得了一些成果.我们在D.C.芝尼和H.李波特莱的两维有限差分方法基础上,考虑到:1.大多数情况下,有限元法较之有限差分法在适应边界形状方面要灵活得多(水库边界是十分曲折的);2.有限元法的网格密度可视精度及区域的重要性而变化,这对减少占用计算机内存是十分有利的.因此建立了水库滑坡涌浪的二维有限元方法,编制了TQ-16机语言程序,并取得了一些实例计算成果.     

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。     

滑坡涌浪影响下船舶安全锚泊范围试验研究

由于水库蓄水水位的变化,库区时常发生山体滑坡,滑坡涌浪作用于锚泊船舶时可能会使船舶的锚链拉断,造成较大灾害。为研究滑坡涌浪传播特性和降低涌浪对船舶造成的损害,通过岩体滑坡涌浪概化模型试验,并基于多元线性回归分析方法,得到了首浪高度、涌浪高度衰减系数和最大锚链拉力的经验公式,进而推导出静水中船舶安全锚泊限制范围的计算公式。上述公式的确定,可为制定滑坡地点附近锚泊船舶的安全避险措施和预测滑坡涌浪产生的破坏范围提供依据。      

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。     

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。     

某水库高位散体滑坡下滑速度分析

水库滑坡涌浪是水库运行中面临的重要的灾害类型,对涌浪灾害的预测需先进行滑坡体的下滑速度分析。以某水库高位散体滑坡体为例,分别利用传统经验公式法和离散单元法(DEM)对滑坡体下滑速度进行了分析计算。结果表明,传统方法计算散体滑坡下滑速度具有局限性,DEM法计算得到不同时刻滑坡体变形破坏过程及DEM球形颗粒速度,在重力作用下失稳物质在滑坡启动时速度不大,在基岩坡面运动过程中速度不断增大,最终入水速度最大约40 m/s左右。DEM法分析滑坡变形破坏过程与滑坡体失稳运动过程定性分析基本一致,对于高位散体滑坡灾害过程分析具有优势,可以为同类工程问题提供良好的借鉴。     

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。     

基于改进PIV技术的库区滑坡涌浪试验研究

针对滑坡涌浪试验中内部运动场数据缺乏的问题,采用改进的粒子图像测速技术搭建滑坡涌浪试验平台,选取理想黏塑性材料卡波普作为滑坡材料,通过示踪粒子荧光染色技术对滑坡体和水体两相进行区分,实现了两相内部流态的同步观测,并解析出相应的速度场矢量图,进而基于速度场数据计算了入水滑坡体质量和平均速度的变化曲线,并分析了两相耦合过程中的动量变化过程线。研究结果表明滑坡和水体两相的动量变化趋势与滑坡体入水动量具有较高的相关性,可为两相耦合的动量转换机理理论研究提供更加复杂、多元的数据支撑。     

基于分流比的复杂分汊河道滑坡涌浪远场传播计算方法

基于分汊河道的分流比理论,综合斜条分法和水阻力影响等经典滑速分析方法,提出一种适用于复杂分汊河道的涌浪远场传播计算方法。以雅砻江两河口水电站磨古倾倒滑坡体为例,考虑磨古倾倒滑坡体至两河口水电站坝前河道分汊的实际工况,应用所提出的方法分析两河口库区磨古倾倒滑坡体涌浪产生和传播特征,得到了二期蓄水位2785 m 工况下2 种典型滑坡滑动模式涌浪的初始浪高、坝前浪高及大坝爬高。结果表明:滑坡沿折断带滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为9. 32 m;沿强弱倾倒分界面滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为14. 73 m。     

散体滑坡涌浪形成与传播的物理模拟试验研究

滑坡入水淹没率是影响滑坡涌浪生成和传播的重要因素。采用正交试验开展散体滑坡涌浪室内模拟试验研究,探讨了滑体规模、速度与水深条件对涌浪波形特征的影响。取得如下研究成果:①滑体完全入水激发涌浪,首浪具有较大波幅,波前平缓、波后较陡,且波形关于竖直和水平轴对称,呈“匍匐”态传播;未完全入水滑坡涌浪初始波峰明显,形态尖突,无明显波谷,波形关于竖直轴对称。②建立了基于单宽体积比R和弗劳德数Fr的波形分类方法,将涌浪分为类斯托克斯波、类椭圆余弦波(或类孤立波)和涌波3种波形,界定了基于R-Fr关系的波形边界方程。③构建了基于R参数的最大波幅预测模型,选取4个涌浪案例验证了模型的可靠性。研究结果对探究深水与浅水区滑坡涌浪的预测具有参考意义。     

深部位移监测在滑坡变形监测中的应用研究

基于巴东三中滑坡深部位移监测数据,分析该滑坡滑带所处深度,并结合桩孔内地质编录,将监测数据与实际观察的滑坡结构和滑动方向及滑带深度进行对比。结果表明,由于地表附近监测数据受外部影响较大,使得钻孔测斜数据可靠性降低,但测斜数据对于滑坡内部滑带土的鉴别与桩孔内发现滑带土深度一致。研究成果肯定了用钻孔测斜仪对滑坡变形进行监测是滑坡防治设计的重要手段之一。     

地震扰动区碎石土滑坡滑动能力分析及预测

滑坡规模、形态及地形地貌条件是影响滑坡滑动能力的重要因素。在对汶川地震极震区滑坡详细调查编目的基础上,对都江堰地区51个不同形态地震滑坡的滑动能力影响因素进行了相关性分析,依据相关系数的大小识别出了影响滑坡滑动能力的主要因素。基于最小二乘法原理,采用多元线性回归方法对主要因素进行拟合,获得了研究区地震滑坡的滑动距离预测关系式。研究结果表明:影响该地区地震滑坡滑动能力的主控因素有滑坡体积、滑坡平面形态和滑坡前后缘高差;斜坡原始坡度、坡面摩擦系数和滑坡厚度与滑坡滑动距离的相关性较弱,故认为这些因素对滑坡远程滑动的贡献较少;不同几何形态滑坡的滑动能力主控因素有所差别,对不同形态地震滑坡建立了有针对性的滑动距离预测关系式。     

基于滑带土强度特性的水库蓄水诱发滑坡研究综述

针对滑带土强度特性及对库岸滑坡的影响,通过回顾国内外一些代表性的成果,归纳和总结滑带土残余强度、强度的应变软化规律、边坡涉水后强度的水软化规律、边坡渐进性破坏等方面的研究现状,并对水位变动条件下库岸滑坡的研究手段和技术路径进行探讨。     

滑坡涌浪传播及翻坝过程数值模拟

将滑坡体概化为滑块,并给定其水下运动规律,利用UDF自定义函数对Fluent进行二次开发,模拟了滑块入水产生的涌浪性质,并分析了涌浪首浪传播及翻坝过程。仿真结果表明:若将滑坡概化为滑块,在给定水下运动形式下,产生的涌浪性质与孤立波类似,即涌浪只影响水面以下一定范围,对水底影响不大;涌浪顺水流方向的运动对动压起主要贡献;首浪在传播过程中涌浪波幅会减小而波宽会增大,且波高沿着传播方向其衰减速率在逐渐变小;滑块排挤的库区水体体积小于自身体积;小体积的滑坡对大库容的水库影响程度很小。对比分析不同体积滑坡激发涌浪翻坝的过程发现,滑块体积越大,激发的涌浪传播速度越快,高度越高,形成的翻坝流量越大,对下游的危害性越大。     

三峡库区猴子石滑坡治理工程设计及实施综述

猴子石滑坡治理工程是三峡库区最重要的地灾防治项目,受复杂外部环境和不利设计条件的直接或间接影响,治理工作持续近10 a时间,先后历经多个工作阶段。对猴子石滑坡治理工程总体工作过程进行了回顾,对研究结论、设计方案和设代重点进行了说明,介绍了设计工作所面临的重大困难。针对治理工程实际情况,创造性提出了地下置换阻滑键结构的滑坡治理设计方案,并在方案实施过程中不断优化设计。治理工程自2008年完工至今,安全监测成果表明滑坡整体稳定安全,工程总体运行情况良好。