山区河道型水库滑坡涌浪对岸坡冲刷深度的研究

三峡库区滑坡频发,滑坡产生的涌浪经常对库区岸坡造成破坏。通过山区河道型水库滑坡物理模型试验,研究不同产状滑坡产生的涌浪对三种不同组成粒径岸坡的最大冲刷深度。通过分析首浪高度与滑坡体宽度、厚度以及滑面倾角的关系;涌浪沿程衰减规律;岸坡最大冲刷深度和岸坡前涌浪高度的关系;运用回归分析得到首浪高度经验计算公式、沿程涌浪衰减公式、岸坡最大冲刷深度的经验计算公式。最终得到受滑坡体产状以及滑坡入水点到岸坡距离影响的岸坡最大冲刷深度经验计算公式。研究成果可为三峡库区岸坡的维护提供相应参考。     

梨园库区某滑坡评价与涌浪预测计算

针对库区滑坡失稳及滑体高速入水引起的涌浪可能对库岸安全及水库运行造成的危害,以金沙江梨园电站库区草可都滑坡为例,应用有限元分析软件计算出该滑坡在库水位升降条件下的稳定性,运用能量法及潘家铮涌浪计算理论对其滑速、初始涌浪及沿程涌浪高度进行了计算.计算结果表明,草可都滑坡整体失稳时引起的涌浪会威胁到对岸各基河电站的安全,但对下游坝址的影响很小;局部失稳时,涌浪对对岸电站厂房及坝址的影响都很小.     

采坑型滑坡涌浪参数计算——以贵州小坝滑坡为例

采坑型滑坡高速入水激起的涌浪能量巨大,涌浪运动的初始速度极快,运动距离长。本文采用美国土木工程学会建议的推算法计算最大初始涌浪值,运动学公式计算涌浪向前的最大运动速度和最大传播距离,并结合泥石流防治规范计算运动过程中的冲击能量。以贵州小坝滑坡为例对涌浪的初始浪高和传播距离以及传播过程中所产生的冲击能量进行计算。得出涌浪的初始浪高为33.8 m,涌浪最大初始水平运动速度为60 m/s,涌浪最大运动距离为180 m,在运动过程中产生的能量对距涌浪发生点160 m内的建筑物均造成破坏。该计算结果可为采坑型滑坡涌浪预测及其风险评价提供参考。     

滑坡涌浪的三维SPH方法模拟及其工程应用

滑坡涌浪是一种严重的次生地质灾害.滑坡体与水体的强耦合作用以及非线性水波演化是其核心特点.本文基于Navier-Stokes方程和光滑粒子动力学(SPH)离散方法,建立了能反映上述特点的滑坡涌浪产生过程的数值模型,并将其应用于复现小湾荒田滑坡涌浪事件,模拟了其三维涌浪产生的全过程,得到了符合实际观测结果的首浪参数.通过对涌浪近场特征的分析表明,常见的V形河谷中,涌浪首浪的形成受地形影响显著,可传播的涌浪波幅远小于冲击产生的首浪,传统的二维或半无限空间三维模型可能明显高估远场的涌浪高度.     

考虑河床泥沙淤积的滑坡涌浪数值模拟

采用RNG k-ε紊流模型与VOF方法对散粒体滑坡涌浪进行数值模拟。通过与已有试验结果对比分析,发现数值模拟得到的滑坡体水下初始堆积形态、首浪高度与试验结果吻合度较好。目前针对河床泥沙淤积下的滑坡涌浪研究较少,基于此,本文建立了不同淤泥厚度及颗粒直径下滑坡涌浪的三维数值模型,分析了滑坡入水后涌浪高度、水位空间分布及泥沙流态变化。结果表明：初始涌浪高度随淤泥厚度增加先减小后增大,随颗粒直径增大而增大。     

滑坡涌浪的数值计算及试验研究

本文从非恒定流方程出发,导出了滑坡涌浪的基本方程,建立了求解滑坡涌浪的数值模型,并通过物理模型的试验研究,论证了数值模型的合理性.试验结果表明,初始断面最大涌浪高主要与滑坡体在单位时间内入水的体积成正比,涌浪高随涌浪传播距离的增加而迅速哀减,河道糙率对其的影响并不突出,涌浪遇壁爬高及反射主要与壁面坡角及水深有关.本文建立的数学模型可用来对可能的滑坡涌浪进行一维和二维近似计算,模型试验结果可用来估算滑坡涌浪.     

V型河道下滑坡涌浪的传播与爬高

为了研究V型河道中滑坡涌浪的传播形态及爬高特点,采用有限差分法,基于计算流体力学软件Flow-3D,建立数值模型对滑块沿斜坡下滑涌浪的产生和传播过程进行了模拟。并以千将坪滑坡为例,分析了大型滑坡体在V型河道下涌浪的产生、传播及爬高特征,在此基础上研究了不同爬坡坡度和水深对最大波高和最大爬高的影响。研究结果表明,模拟结果与实测资料基本一致;深V型河道中涌浪的爬高受两岸坡度影响突出,通用的爬高计算公式可能会明显低估涌浪爬坡坡度;最大涌浪高度随水深增加呈先增加后减小的变化趋势。     

山区库岸滑坡涌浪的物理模型与数值模型试验研究

山区库区高边坡由于其复杂和极其不稳定的地质条件,在外界不利因素影响下其地质体容易失稳并快速滑入水库形成对库区沿岸及下游大坝具有严重危害的滑坡涌浪.本文在某一山区库区物理模型的基础上建立三维滑坡涌浪数值模型,分析和研究滑坡涌浪形成与传播过程以及滑坡涌浪与下游重力坝的相互作用机理,同时通过水工物理模型试验来验证数值模拟的精度和可行性,为后续进行复杂山区库区滑坡涌浪数值模拟相关研究工作提供经验.结果表明：在与物理模型相同工况、设计条件下,数值模拟方法分析所得结果均与物理模型试验的实验结果基本一致,表明了该数值模拟方法可以较好地研究山区水库涌浪形成和传播的过程以及大坝和涌浪的相互作用;在涌浪传播形成和传播过程中发现对岸爬高要比侧岸爬高的数值要大,波浪爬高并不因为滑坡体入水角度的增大而增大,而是有个最大危险角度;涌浪在经过第一个弯道之后,高度会有一个增高的趋势,当涌浪传播至第二个弯道时,转折点前后的涌浪高度的变化不大;3号监测点的水压力在60°工况条件下最大;滑坡涌浪在传播至水库坝前时,涌浪高度变化呈波浪状;波峰时的涌浪所形成的坝前水压力最大.     

船舶表面的滑坡涌浪爬高特性试验研究

水库两岸的岩石块等滑坡体滑落入水后,引起的滑坡涌浪常常会造成各种安全生产事故,严重威胁航行安全和国民经济.为揭示涌浪传播至船舶附近时的爬高特性,以三峡库区为研究对象,结合滑坡涌浪进行物理模型试验,制作概化滑坡体,利用浪高仪分别采集河道中两个船模表面附近的四组涌浪数据.试验结果表明,涌浪受船模、河岸等障碍物阻拦后的回流波与初始波叠加后,在船模表面附近的部分观测点产生了二次、三次波峰,会对行船稳定及安全造成二次危害.总结出在不同位置的船舶附近各观测点的涌浪爬高特性,根据其最大波峰、波谷等数据,为船舶航行安全预防性措施提供理论支持.     

造波理论在滑坡涌浪计算中的应用

波浪的产生可以由造波机在实验室生成,也可以是滑坡体滑入水中造成。它们具有相似性。本文根据造波理论,对滑坡体进行理想化假设,推导出滑坡涌浪计算方程。它能较准确的估算出滑坡涌浪高度,充分验证了造波理论在滑坡涌浪计算中的可行性。     

库区滑坡涌浪水域船舶系泊系统动力特性试验研究

为提高海事部门在滑坡涌浪灾害下的应急应变能力,减少伤亡和损失,研究库区滑坡涌浪作用下船舶系泊系统的动力特性分析,具有极高的社会经济效益。本文以三峡库区岩体滑坡为研究对象,结合试验条件,模型比尺为1:70,考虑弯曲河道涌浪的传播形态,以系泊位置、锚链布置等为变量,开展库区滑坡涌浪的物理模型试验,分析船舶系泊系统的动力特性。研究表明,滑坡涌浪对船艏锚链的作用大于对船艉锚链的作用,采用多点系泊方式可以降低锚链设计时的强度要求,船舶在远离滑坡点时所受到的影响越小,同时,锚链拉力的大小变化趋势和滑坡涌浪衰减的变化趋势一致,研究成果可以为三峡库区船舶通航安全提供新的理论依据。     

潘谢矿区综采面覆岩运动导水裂隙带发育特征研究

以潘谢矿区某综采面为例,分别采用经验公式预测、数值模拟演算、现场试验等三种方法,初步探究了综采工作面覆岩运动导水裂隙带高度的发育特征,用三种方法得到结果分别为34.03~49.50,47.92~58.71,50m,通过对比分析发现,经验公式预测结果偏小,数值模拟的结果和现场试验结果较吻合,最终确定导水裂隙带高度为50m。     

某多期次巨型滑坡危害程度预测评价

在对西南某水电站库区一多期次巨型滑坡的工程环境条件、物质组成、自身结构及变形破坏特征等方面认真调查和研究的基础上,选择代表性剖面,分5种不同组合,利用SlopeCAD和VV2001两种计算分析程序,对滑坡整体及分期次稳定性进行了定量分析.在此基础上,采用能量法、潘家铮法、以及美国土木工程学会建议的方法,对局部失稳滑坡体可能产生的滑动速度及引起的涌浪高度进行了定量预测和分析,并据此对其可能给大坝及人民生命财产安全等多个方面带来的危害程度进行了评价.     

白鹤滩库区三家村滑坡稳定性评价和涌浪分析

金沙江梯级水电站沿线边坡稳定性评价及其破坏后涌浪分析是保障其安全运营的关键环节.本研究通过现场地质调查、InSAR分析及相关钻孔资料，给出了三家村滑坡的基本特征及其破坏模式，通过GEO5模拟计算分析了滑坡稳定性，并利用经验公式法对失稳后造成的滑坡涌浪进行预测.结果表明：三家村滑坡中部存在一处明显的形变区域，即Ⅱ区高程为950～1100 m段，长期趋于不稳定状态，中部最大变形量达50 mm/a.在持久工况、短暂工况、偶然工况水位骤降滑坡稳定性系数均满足边坡设计安全系数要求，安全系数为1.07～1.19；而蓄水后叠加地震工况下滑坡体不稳定，安全系数最低仅为0.97.滑坡变形区失稳可能在上游2.5 km处产生的浪高为2.62 m至3.00 m，到达下游4.5 km处的浪高为1.52 m至1.63 m，威胁沿岸的新塘、蒙姑和溜姑等居民点，建议进行滑坡防治及增设涌浪防护措施.     

空中掺气水舌运动轨迹及射距

研究了空中水舌视为水气两相流在重力和空气阻力作用下的抛射运动。给出了掺气水舌运动轨迹方程、水平射距公式以及掺气水舌的入水角、入水速度和曲线长度表达式。文末进行了工程实测资料与计算对比,结果表明:建议公式的计算值与原型观测值甚为接近。     

三峡库区滑坡涌浪作用下高桩码头船舶系缆力试验研究

自2003年三峡工程开始蓄水后,库区两岸岩体由于长期受高水位的影响,滑坡的活动性显著增强。涌浪作为滑坡的主要次生灾害形式,对库区高桩码头的安全产生重大影响。本文以三峡库区万州江南沱口码头段为原型建立河道物理模型,研究水库滑坡涌浪对高桩码头船舶系缆力的作用。通过试验,得到了不同条件下的试验数据。经过分析,得出了涌浪作用下高桩码头船舶系缆力随涌浪传播、初始波高、水深、滑体倾角以及滑体方量的变化规律,提出了船舶系缆力的变化过程分为急剧衰减和缓慢衰减两个阶段。在此基础上,结合试验量测数据,确定了船舶系缆力的标准值。     

西南某工程近坝滑坡稳定性研究

近坝库岸的稳定影响大坝的施工和运行安全,本文主要研究了西南某工程近坝库岸滑坡的稳定性,并预测了滑坡失稳后产生的涌浪高度对大坝的影响.     

三峡水库蓄水期间凉水井滑坡稳定性变化研究

通过对三峡库区云阳县故陵镇凉水井滑坡的实地勘查,本文介绍了滑坡形成原因及演变,并对凉水井滑坡的影响因素进行了分析,利用折线滑动法（传递系数法）计算结果对滑坡稳定性极限平衡法进行了分析评价,并采用涌浪计算方法予以计算对滑坡危害性进行了预测。     

黄腊石滑坡群石榴树包滑坡涌浪数值计算

结合三峡黄腊石滑坡灾害情况,计算了在长江不同水位的情况下,黄腊石失稳后滑坡体滑速、入江产生的最大涌浪及涌浪传播,分析了其对上下游重要城镇和建筑物的影响．     

防淤积型透空式防波堤波浪爬高试验及预测研究

波浪爬高是防波堤堤顶高程设计和预估工程造价的重要影响因素．以防淤积型透空式防波堤为研究对象，采用1∶10的模型比尺，在64组不同工况下开展防波堤的物理模型爬高试验，并记录了不同工况下防波堤迎浪侧的最大波浪爬升高度，探究了防波堤的波浪爬升特征．分别运用多项式回归方法、速度水头方法与M5’模型树算法并结合物理模型试验波浪爬高结果，发展透空式防波堤波浪爬高的预测公式．利用统计参数对3种方法发展的预测公式进行对比分析．结果表明：透空式防波堤背浪侧的波面变化滞后于迎浪侧，其最大波浪爬高小于迎浪侧，防波堤具有良好的消波效果；采用多项式回归方法与速度水头方法发展的预测公式能够在一定程度上实现对防波堤波浪爬高的预测，前者仅考虑了波高而忽略了其他波浪条件及防波堤结构参数对波浪爬升高度的影响，后者对波浪爬高的预测结果与试验值偏差较大，二者在实际应用过程中都存在一定的局限性；M5’模型树算法发展的波浪爬高预测公式利用无量纲参数综合了各项波浪要素以及防波堤的结构参数等，拥有良好的统计指数，能够更好地预测透空式防波堤的波浪爬高，具有较高的实际应用价值．