| 径流条件下散粒体斜坡的颗粒冲刷启动机理 |
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| 引用本文： | 樊立敏,符文熹,魏玉峰,陈向东.径流条件下散粒体斜坡的颗粒冲刷启动机理[J].四川大学学报(工程科学版),2017,49(Z2):128-134. |
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| 作者姓名： | 樊立敏 符文熹 魏玉峰 陈向东 |
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| 作者单位： | 四川大学水利水电学院,四川大学水利水电学院,成都理工大学,四川大学水利水电学院 |
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| 基金项目： | 国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2015CB057903）；中国博士后科学基金（2016M590890）；四川省科技计划专项（2014SS027） |
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| 摘 要： | 摘 要：为研究地表径流对散粒体斜坡的冲刷侵蚀效应，根据斜坡坡面径流和坡内渗流特征建立了散粒体斜坡径流-渗流耦合模型。该模型用Navier?Stokes方程描述淹没区坡面径流，用Brinkman-extended Darcy方程描述散粒体斜坡坡内渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程，且在交界面处的流体满足Neal和Nader提出的流速相等和剪应力连续双边界条件。采用Navier?Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程分别联立连续性方程推求出径流区和渗流区的流速分布。分析流速理论表达式可知，影响斜坡表部径流流速和坡体内部渗流流速的主要因素有斜坡坡度、径流水深、斜坡散粒体的孔隙率和渗透率，且流速随它们的增大而增大。为探究在径流条件下散粒体斜坡坡面颗粒的冲刷启动机理，引入Newton内摩擦定律求得径流区和渗流区交界面上的切应力，并对颗粒发生滑动和滚动两种情况分别进行受力分析，给出了颗粒滑动和滚动两种运动方式相应的失稳判据。分析两种判据可知：(1)颗粒发生滑动时，其抗滑稳定安全系数主要受散粒体斜坡坡度、颗粒的内摩擦角、颗粒半径、径流水深、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的影响，且随颗粒的内摩擦角、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的增大而增大，随散粒体斜坡坡度和径流水深的增大而减小；(2)颗粒发生滚动与否主要取决于散粒体斜坡坡度、径流水深、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率，且它们的值越大，颗粒越容易失稳。
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| 关 键 词： | 关键词：散粒体斜坡 径流渗流耦合 切应力 冲刷机理 失稳判据 |
| 收稿时间： | 2016/9/3 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2016/12/26 0:00:00 |
Initiation movement mechanism of particles in loose granular slope due to scouring under surface runoff |
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| fanlimin,fuwenxi,and.Initiation movement mechanism of particles in loose granular slope due to scouring under surface runoff[J].Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition),2017,49(Z2):128-134. |
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| Authors: | fanlimin fuwenxi and |
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| Affiliation: | College of Water Resource & Hydropower, Sichuan University,, |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Keywords: loose granular slope coupling of runoff and seepage shear stress scouring mechanism instability criterion |
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