滑坡运动过程数值模拟文献研究综述

合集下载

滑坡的稳定性数值模拟分析

滑坡的稳定性数值模拟分析

3 改善边坡 的岩 土体 的力 学强度。 ) 4 合理规划 城镇 建设 。 )
5 滑坡 监测 。 )
表 2一 7为模型在各种工 况下计算 平衡 后滑坡体 内的应力 表
状态和位移情况 ( 中位 移为累计 位移 , 中各值 为最 大值 ) 表 表 。
表 2 天然状态下平衡计算结果统计
应力数据/ a MP
特 征的基础上建立地质模型 , 通过 F A 3 L C D模拟计 算 , 获取相关信息 , 并提 出防治 对策 , 从而减少滑坡 灾害发生。 关 键词 : 滑坡 , 数值模拟 , 稳定性 , 防治 措施
中图分类号 :U 5 T 47 文献标识码 : A
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ引言
拟分析 , 并提 出了防治措施 的建 议。
0 5 oO 1 .0 . 0 7 Oo0
3 分析 及 结论
由上述各种工况下应力数据和位移数据统计 表格 可以看出 :
1 地下水 的存在 大大弱化 了边坡土体 的强度 , 其抵抗变形 ) 使
饱和 状态
碎裂岩 滑带 砂 岩
0 100 0 3 00 .4 . 1 0 0 38 0 4 00 .0 . l 4 3 0O 0 2 00 .1 .4
位移数 据/ m
水 平 方 向相 对 位 移 竖 直 方 向相 对 位 移
拉应力 l 压应力 拉应力 l 压应力 指向 坡内I 坡外 向 指向 上
表 3 饱水状态下平衡计算结果统计
应力数据/ a MP 第一主应力 第三主应力 位移数据/m c
I 向下
1 7一 l12 4 e 3 1 3 0 6 . 2 3 05l .8 . e 2 0 1 . 一 . .6 2 6 2 . 2 l 4 5 l 4 .7 1 2 3 6

木长河水库滑坡稳定性及数值模拟研究

木长河水库滑坡稳定性及数值模拟研究

2 1 饱 和与非 饱和渗流理论 . 由于滑坡 体浸润线以上处于非饱和 ,浸润线 以下
处于饱和 ,随着库水位的涨 落滑坡 体中的地下水 位也 随之发 生变化 ,即在 滑坡体 中形成 了土体的非饱 和区 和饱和区。非饱和区土壤水 运动和饱和区的地下水 的 运动是相互联 系的 ,将 两者 统一起 来即所谓 的饱 和与

7 8・
全 国 中文 核 心 期 刊
路 基 工程
20 0 8年 第 6期 ( 总第 1 1 ) 4 期
木 长 河 水 库 滑坡 稳定 性及 数 值 模 拟 研 究
冯 永
( 中国地质大学工程学 院 湖北武 汉
范 玉龙
赵 拥 军
407) ( 3 0 4 湖北省水利水 电勘测设计 院) ( 昌市夷 陵区公路段 ) 宜
粉煤灰是 一种质 轻 、多孔 隙 、颗粒 均匀并具有 一 定水稳 定性 的无粘结 性材料 ,粉煤灰填 筑路堤有很好 的击实性 、动力特性 、水稳性 和冻稳 性 ,是路堤填筑 的优质材料。
参考文献 :
[ ]胡国 良. 1 粉煤灰击实试验方法 的探讨.电力勘测 , 94 ( ) 6 5 . 19 2 :4 — 0 [ ]蔡红 , 2 温彦锋, 边京红等 . 粉煤灰的压 实.中国水利水 电科学研 究院学
3 渗 流 模 型 的 建 立
c ・
2 2 非饱和土抗剪强度理论 . Feln 用延 伸的摩尔 一库仑公式表 示非饱 和土 r ud d
() 2
3 1 木长河滑坡的基 本特征 . 木长河滑坡位于湖北宣恩县木长河南岸 ,是 一顺 层老滑坡。滑坡前 缘高 程 为 4 0 m,后缘 高 程为 6 0 6 6 m,宽度 4 0m。滑坡 区滑 体 为第 四系 残坡 积物 ,下 5 覆为大冶组 灰 岩 。木 长河 滑坡 近期 发生 了变形 和 滑 动 ,经判断为古滑坡 复活 ,规模较 小 ,主要诱发原 因

数值模拟文献综述——地质工程

数值模拟文献综述——地质工程

滑坡数值模拟研究文献综述滑坡是一种常见的地质现象,在山区常常有较高的发生频率。

基于滑坡对人类安全和生产资料的威胁,国内外学界和机构都积极投入到对这类地质灾害的研究和治理工作当中来。

尤其是近数十年,随着计算机技术的快速更新升级,数值模拟方法被广泛运用到了滑坡这一领域。

本文就发展较快的有限元和离散元等方法成果作简单的收集和整理,并简单谈谈个人的认识。

一、数值模拟研究现状1.1 国外研究现状国外针对滑坡的研究起源于瑞典,起初的研究较为零散。

随着经济发展,人们遇到的滑坡逐渐增多,这使得对滑坡的研究也逐步深入和系统化。

再到上个世纪后半叶,学者借助计算机开发出了各类数值模拟技术,尝试分析滑坡演变的原理和治理方法。

Bernardie S等[1]结合统计学和力学方法,利用一个计算降雨与位移的传递系数的脉冲响应模型和一个反映地下水压力的一维力学模型耦合,成功再现了滑坡在一般运动状态下的位移模式。

根据降水数据,对某一段时间内的滑坡位移进行了模拟,获得了较好的预测效果。

Marcato G等[2]针对在地震波地面效应下陡山斜坡的碎屑堆积层进行了建模,并着重关注可能触发的潜在滑坡运动。

研究采用离散元方法和UDEC代码来研究斜坡的运动。

结果证明,地震波的垂直分量对系统的变形影响很小,而水平分量则对变形的影响显著,即使是很小的地震波在水平方向上也可能使斜坡发生显著的运动。

Chryssanthakis P等[3]结合挪威西部的一个岩质滑坡,应用二维非连续介质代码UDEC 和BB(Barton-Bandis联合模型)分别构建了滑坡模型。

其中UDEC模型并不考虑孔隙水压力,结果显示坡体稳定;BB模型则在运行中使滑坡边界上的孔隙水压力递增,在水位上升的过程中斜坡的下部发生了滑坡。

数值研究的成果早前的报告吻合,说明孔隙水压力是发生岩质滑坡的主要因素。

Harada E等[4]通过使用三维离散元法对滑坡进行数值模拟,并从不同角度对模型性能进行分析,建立了一个动态可视化的灾害预警模型以降低山侧城镇的受灾损失。

贵州印江岩口滑坡过程的数值模拟分析

贵州印江岩口滑坡过程的数值模拟分析

真计算模型 由于南侧的构造大裂隙与底层软弱带相连 为方便起见 把它看作边坡滑动边界 滑动面
的一部分 如图 所示 根据计算分析可以得出滑坡整个运动过程可分为启动加速阶段 高速运动
阶段 碰撞减速阶段和缓动夯实阶段 计算各阶段的滑坡变形体的运动状态和解体过程模拟结果如图
所示
由图 可见 边坡破坏首先从开挖处和最低处坡角开始 逐渐向上发展 最后整个滑体沿软弱结
变化规律以及滑坡的堆积形态 并与实测数据进行了对比 计算结果表明 根据位移和速度的变化 可把整个滑动
过程分为 个阶段 即启动加速阶段 高速运动阶段 碰撞减速阶段和缓动夯实阶段 较准确的模拟了滑坡体的灾
害影响范围和堆积规模 通过对滑体不同点位移和速度的分析 进一步明确了滑坡为牵引式滑坡和不同点在速度
位移和加速度上的变化规律 研究表明 对滑坡滑动过程的数值模拟可以进一步认清滑坡滑动和转化的本质 这
ü
式中 和 分别为块体重心处的位移 速度和加速度的水平分量 和 分别为块体重心处
的位移 速度和加速度的竖直向的分量 和 分别为重心处的旋转角 转动角速度和角加速度 为
块体与其相邻块体的接触数目
分别为块体质量和关于重心处的转动惯量 和 分别为平动和转
动的整体黏性阻尼 且
为整体黏性阻尼常数
厚层含燧石石灰岩
图 滑源区斜坡地质结构示意
中厚 厚层状微晶灰岩
离散单元法仿真分析
离散元基本方法
物理方程 据有关文献
可知 在离散元中 物理方程是假定块体间的相互作用力与其相
对位移成正比 即法向力 和 叠合 位移 的关系是
由于切向力 与运动状态和加载历史有关 宜用增量形式表示 即
式中 和 分别为接触点的法向和切向刚度 运动方程 确定接触法则下的块体运动方程为

矿山滑坡中的地质特征数值模拟探究

矿山滑坡中的地质特征数值模拟探究
[3] 王丙千 , 陈飞 , 郭顺 , 熊凯等 . 离子型稀土矿山滑坡与生态护坡技术研 究 [J]. 科技经济导刊 ,2021,29(07):4-5+32.
564.21 1426.53 1547.23
条块
4 5 6
剩余下滑推 力(KN/m)
2013.54 2536.89 2147.32
条块
7 8 9
剩余下滑推 力(KN/m)
2156.35 1956.23 1789.45
开挖分两级边坡进行,抗滑桩设计时设桩处推力依据表
3 所示,将所有抗滑桩布设于滑体较薄的主滑体两侧。
文献标识码 :A
文章编号 :1002-5065(2021)11-0207-2
Research on Numerical Simulation of geological characteristics in mine landslide
DU Wei-wei
(Fourth Institute of Geological and Mineral Exploration of Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Resourses,Jiuquan 735000,China)
地质灾害发生的原因有很多,包括人类活动和内部地质 力量的作用,导致区域表面发生变化的自然现象,其中滑坡 地质灾害较为严重。人类活动已成为地质灾害发生最强大的 诱因。人类造成的地质灾害对全球环境的变化具有重大的影 响。预防人为地质灾害已成为目前环境监控的关键一环。矿 山滑坡的主要原因是陡峭山脊的岩石和土壤在重力作用下 通过各种自然作用(例如地球物理作用,生物作用,人类活 动和各种地形拼接等)滑落的过程 [1]。我国由于地形原因很 容易发生山体滑坡等地质灾害,一旦发生了类似滑坡的地质 灾害会产生严重的后果。

滑坡研究现状综述

滑坡研究现状综述

滑坡研究现状综述滑坡研究现状综述滑坡是一种非常常见的地质灾害,它造成的危害可想而知,它影响甚广,因此,防治滑坡成为一个重大的课题。

本文对近年来国内外滑坡研究的最新进展进行总结,以便更好地掌握滑坡防治的理论依据。

一、滑坡发育的构造环境1、滑坡发育的地质环境滑坡发育的地质环境复杂多样,受地质条件影响较大,因而大量研究表明,滑坡的发育与山脉构造活动、断裂破坏、地壳变形和沉积作用的关系密不可分。

构造活动主要包括构造控制、构造因素和构造过程3方面。

滑坡发育与地质构造的交互作用十分明显,主要表现为:第一,构造运动引起悬崖、断崖、混合体系、崩落体系和地质构造特征的变化,从而诱发滑坡发育;第二,构造形成的滑坡引起活动破坏,对地质构造进行影响,从而构筑出滑坡的构造环境;第三,构造上受到滑坡作用的构造特征可以反映滑坡发育的性质和机理。

2、滑坡发育的地形环境滑坡发育的地形环境特征主要有河流交错、陡坡特征、水文作用、风蚀侵蚀等环境因素。

这些环境因素都对滑坡发育有了较大影响,例如河流交错会加速地质构造破坏和岩体局部破碎,从而促进滑坡发育;陡坡环境易于形成断崖和悬崖,促进滑坡发育;水文作用、风蚀侵蚀会在岩石表面形成大量抗滑特性不同的非对称微槽,形成破碎带,从而促进滑坡发育。

二、滑坡发育机理滑坡的发育是一个复杂的动态过程,主要表现为岩体在地质构造和水文作用的叠加作用下发生破坏的过程。

滑坡机理的研究从两个层面着手:一是地质工程学就滑坡的发育分类研究,主要涉及滑坡类型、发育类型和形成机理的研究;二是物理地质学就滑坡发育过程的研究,主要涉及岩石稳定性、岩石微观破坏机理和滑坡活动机制研究。

(1)岩石稳定性研究滑坡发育的前提是岩石存在某种不稳定性,因此,岩石稳定性是滑坡发育的关键。

稳定性问题主要有3个方面:一是岩体稳定性,即岩体破坏时的坡度和坡向;二是地形稳定性,即地形变化及其对坡面稳定的影响;三是滑脱稳定性,即滑脱在滑动过程中的循环变化及其发育稳定性的影响。

新滩滑坡研究报告

新滩滑坡研究报告

新滩滑坡研究报告一、引言1.1 滑坡背景及研究意义新滩滑坡位于我国西南地区,地处青藏高原与云贵高原的过渡地带,地理环境复杂,滑坡灾害频发。

近年来,随着区域经济的快速发展和人口增长,新滩滑坡对周边居民生命财产安全及基础设施的威胁日益严重。

本研究旨在深入剖析新滩滑坡的形成机制、发展过程及影响因素,为滑坡防治提供科学依据,具有重要的现实意义和理论价值。

1.2 研究方法与技术路线本研究采用野外调查、室内分析、数值模拟和稳定性评价等方法,对新滩滑坡进行深入研究。

具体技术路线如下:1.通过野外实地调查,收集滑坡的基本信息,包括地理位置、地形地貌、地质结构等;2.分析滑坡的形成与发展过程,揭示滑坡的成因机制;3.利用遥感技术和地理信息系统(GIS),对滑坡影响因素进行定量分析;4.基于现场调查和室内实验数据,建立滑坡稳定性评价模型,对滑坡稳定性进行评价;5.针对滑坡稳定性评价结果,提出相应的防治措施和建议。

以上技术路线确保了本研究结果的科学性和可靠性。

二、新滩滑坡概况2.1 地理位置与地质环境新滩滑坡位于我国西南地区,地处青藏高原东南边缘,横断山脉北段。

滑坡区属于高山峡谷地貌,地形陡峭,相对高差大。

滑坡北侧为新滩沟,南侧为岷江,地理位置十分重要。

地质构造上,新滩滑坡位于鲜水河断裂带与龙门山断裂带交汇部位,地质环境复杂。

新滩滑坡区内地层主要为中生代三叠纪砂页岩、泥岩及第四纪松散堆积物。

岩层倾向与坡面倾向相近,易于发生顺层滑坡。

此外,滑坡区内断裂发育,为滑坡的形成提供了条件。

2.2 滑坡形成与发展过程新滩滑坡的形成与发展过程可分为以下几个阶段:初期阶段:由于地形陡峭,岩体节理裂隙发育,地表水沿着裂隙渗透,降低了岩体的强度,导致局部发生小规模的滑动。

发展阶段:随着滑坡体的逐渐增大,滑动面逐渐贯通,滑坡体与稳定岩体的摩擦力减小,滑坡速度加快,滑坡规模逐渐扩大。

剧烈阶段:滑坡体在自身重力和地下水的作用下,迅速向下滑动,形成大规模的滑坡灾害。

滑坡文献综述

滑坡文献综述

滑坡治理的工程背景滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。

运动的岩(土)体称为变位体或滑移体,未移动的下伏岩(土)体称为滑床[1]。

滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。

滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致(2008年国土资源部、水利部、地矿部地质灾害勘察规范)。

滑坡是一种常见的地质灾害,常常会掩埋村庄、摧毁厂矿、破坏铁路和公路交通、堵塞江河、损坏农田和森林等,从而给人民的生命财产和国家的经济建设造成严重损失。

滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。

滑坡对乡村最主要的危害是摧毁农田、房舍、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等,有时甚至给乡村造成毁灭性灾害。

位于城镇的滑坡常常砸埋房屋,伤亡人畜,毁坏田地,摧毁工厂、学校、机关单位等,并毁坏各种设施,造成停电、停水、停工,有时甚至毁灭整个城镇。

发生在工矿区的滑坡,可摧毁矿山设施,伤亡职工,毁坏厂房,使矿山停工停产,常常造成重大损失。

滑坡给我们的生活生产带来了以上的破坏,这便赋予了研究和治理滑坡的意义。

滑坡的研究程度滑坡的组成要素:滑坡体一指滑坡的整个滑动部分,简称滑体;滑坡壁一指滑坡体后缘与不动的山体脱离开后,暴露在外面的形似壁状的分界面;滑动面一指滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面,简称滑面;滑动带一指平行滑动面受揉皱及剪切的破碎地带,简称滑带;滑坡床一指滑坡体滑动时所依附的下伏不动的岩、土体,简称滑床;滑坡舌一指滑坡前缘形如舌状的凸出部分,简称滑舌;滑坡台阶一指滑坡体滑动时,由于各种岩、土体滑动速度差异,在滑坡体表面形成台阶状的错落台阶;滑坡周界一指滑坡体和周围不动的岩、土体在平面上的分界线;滑坡洼地—指滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开,形成的沟槽或中间低四周高的封闭洼地;滑坡鼓丘一指滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘;滑坡裂缝一指滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

滑坡动态数值模拟文献综述引言由于受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响,斜坡上的土体或岩石在重力作用下会沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动,造成滑坡事故。

根据一项已经完成的290个县(市)地质灾害调中,滑坡28738处,占这些地区地质灾害总数的51% [1],由此可见,滑坡是一项比较频发的自然灾害,这些灾害给人民的财产和生命安全造成了很大的影响。

特别是对于我国多山的国家,许多高速公路、铁路都绕山而行,还有一些重要的国家战略设施也都依山而建,若山体发生滑坡,滑坡体势必会对这些重要设施造成破坏,造成正常的交通和生产秩序的紊乱。

因此,研究山体滑坡,实现对滑坡的预报预警是亟需解决的一项艰巨任务。

课题背景及研究意义二十世纪六十年代以后,在世界范围内陆续发生过许多大型高速滑坡,给人类造成很大灾难。

这类滑坡大多具有极高的滑速和极远的滑程,在平缓的地面上,滑速有的超过10Okm/h,滑程可达几公里,甚至十几公里,并通过远程和高速及其引起的气浪和碎屑流化将不安全区扩展到滑坡形成区以外极远处,致使造成很大的灾害。

1963年10月9日意大利威尼斯省瓦依昂河下游的托克山斜坡,在瓦依昂特水库开始蓄水时坡体整体性高速下滑,激起了巨大的涌浪,致使坝内所有设施遭受破坏;对岸朗格尼亚镇、下游皮拉哥城和维拉诺尼镇、上游拉瓦佐镇均遭涌浪袭击而摧毁,死亡2400余人,整个水库完全破坏,造成震惊世界的灾难性事故【1】。

在我国,特别是在西北和西南地区,这类大型高速滑坡也多次发生,如1983年3月7日发生的甘肃东乡洒勒山大型高速滑坡,在不到一分钟的时间里滑出160Om,摧毁4个村庄,伤亡278人,最高滑动速度达30m/s[2].1985 年6 月12 日凌晨,新滩江家坡至广家岩1300万m3滑坡体高速向下滑动,新滩镇这个千年古镇顷刻之间被推入长江。

共有1569 间房屋、780 亩农田、77 艘船只被毁,直接经济损失832 万元。

滑坡产生的260 万m3土石高速入江,过江首浪高达70m,江中涌浪达39m,使上、下游各110km 的江段内96 条船只沉没,损失惨重,长江也因此断航一周,造成经济损失1 亿多元。

1991年9月23日发生的云南昭通头寨沟大型高速岩质滑坡,总体积大约1800x104m3的滑体高速下滑,仅在2~3分钟时间内冲入盘河,滑体的最大移动距离达3.65km,这场罕见的巨型滑坡一碎屑流灾害,造成了极为惨重的人员伤亡和损失,共有216人死亡,202间房屋被摧毁,94户村民半数以上无家可归,300头牲畜被埋,覆盖农田300亩,经济损失达200余万元[3];2000年4月9日发生在西藏易贡藏布下游的扎木弄巴特大规模滑坡,波及长度2600m,堵塞长度15O0m,形成高130m的天然坝,堵断易贡错(湖)的出口,使正常流量100m3/s左右的易贡藏布断流,而中、上游的地表径流和冰雪融水又不断地注入,使得库容75.4x108m3的易贡错水位由海拔2220m,每天以50cm的涨幅上升,直接威胁着湖区周围藏、汉等多民族居民和享誉中外的易贡茶基地l4]。

2008 年5月12日,汶川8.0 级大地震也触发了大量的高速远程滑坡,造成重大地质灾难,加重了地震灾害的损失,如北川县城城西滑坡直接导致1600 人被埋,数百间房屋被毁,北川老县城几乎一半被该滑坡摧毁。

如图1-7 所示为位于湔江北川上游约5km 处唐家山滑坡所形成的堰塞湖,对下游数十万人民群众的生命财产造成巨大威胁。

2009 年重庆武隆的鸡尾山滑坡运行了1.5km,造成10人死亡,64人失踪。

2010年贵州关岭滑坡体积约174.9万m3,滑程约1.5km,使得两个村组被毁,99人遇难。

2013年1月11日上午8时20分,云南省昭通市镇雄县果珠乡高坡村赵家沟村民组发生特大山体滑坡,46人被山体掩埋,2人受伤。

综上所述,这些滑坡事故所造成的次生灾害均给人类造成了巨大的损失。

水利水电工程建设属百年大计,目前修建于峡谷中的高坝大库愈来愈多,正确地预测库区可能的滑坡涌浪,是工程可行性论证中的一个重要内容,在保证工程安全的情况下,可以大幅度减少成本,为国民建设节约资金。

通过滑坡涌浪预测研究,可以及时采取适当的工程防范和治理措施,以最大限度地减小滑坡涌浪造成的灾害,从而保障人民的生命和财产安全,且可为防灾减灾决策的制定提供科学依据。

滑坡所引发的另一次生灾害-溃坝的发生和溃坝洪水的形成属于非正常和难于预测的事件,因而溃坝洪水造成的灾害往往是毁灭性的。

但是,如果做好溃坝洪水的分析与研究,进而制定切实可行的防洪预案,就可以在灾害发生时大大减轻下游的损失。

在我国,随着社会经济的发展,人口和社会财富在沿江和水库下游地区不断集中,因此,对溃坝洪水的分析与研究更加具有紧迫性和重要性。

这些重大滑坡事故给我们造成了重大损失,急需用一种更有效的手段预防滑坡灾害的发生。

而近些年来随着计算机技术的快速发展,计算机仿真模拟已经成为研究和预防灾害的一项重要技术,并且在工程的几乎所有领域都获得了较好的应用和效果,应用计算机仿真技术研究,是研究滑坡灾害机理,找出滑坡运动规律的更有效的手段,通过计算机建模模拟灾害的动态过程,可以对灾害的致灾范围和破坏强度做出预报预防,结合GIS技术,还可以生动逼真地再现灾害的发生过程。

滑坡运动过程特征描述滑坡的主要研究方法滑坡灾害给人类造成的损失巨大,越来越引起人们的关注。

国内外众多学者对滑坡涌浪的生成和传播规律进行了研究,通过建立模型模拟滑坡引起的涌浪的发生、发展和衰减。

早在十八世纪中期就有关于库岸滑坡撞击水体产生巨大涌浪的现象记载,但人们对涌浪的研究则是从二十世纪初开始。

滑坡涌浪计算研究主要是从1958年阿拉斯加的Lituya 湾事件以及1963 年意大利Vajont 水库失事之后才成为研究热点。

由于影响滑坡涌浪的因素十分复杂且难以清楚地表述,只能对其估计,加之在计算时边界条件和初始条件也难以明确确定,所以,直至目前滑坡涌浪的计算还没有一种通用的方法。

普遍采用的主要有以下三种:经验公式法、物理模型试验和数值模拟。

经验公式法起始于二十世纪四十年代,是一经典的解析方法。

经验公式法是建立在一定的理论及实际观测数据分析的基础上,通过资料分析建立经验公式来研究滑坡涌浪问题。

此法简便易行,但存在较大局限性,无法提供完整和系统的滑坡涌浪信息。

目前较为广泛使用的经验公式法有:Noda 法、Kanphuis & Bowering 公式、潘家铮法、水科院经验公式法、美国土木工程学会法、Slinger-land & Voight 公式[9]等。

物理模型试验方法从二十世纪七十年代开始采用,已取得一定经验。

物理模型试验克服了原型观测的一些缺点,因自身原因引起的限制很多,比如模型制作、滑体模型时速控制、场地限制、测量仪器的精度与灵敏度等。

长江科学院[10](1984)应用库首河段的水工模型,选择距离坝址较近且其稳定性差和规模大的新滩滑坡(距坝址26km-27km)和链子崖危岩体(距坝址65km),按不同的破坏条件、规模、不同库水位进行了涌浪试验。

庞昌俊[11](1985)在波浪水槽中进行了斜滑坡的涌浪试验来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。

袁银忠[12](1990)在模型池中进行了滑坡模拟试验,用以确定数值模型计算结果的可靠性、涌浪经弯道后的变化及涌浪遇壁爬高及反射规律。

王育林等[13](1994)运用河工模型试验模拟了不同方量、不同入江角度的产生的危岩崩滑,进而提出峡谷型河道滑坡最大初始涌浪极其沿程衰减计算公式。

余仁福[14](1995)对龙羊峡水库近坝段进行了滑坡涌浪模型试验,模型比例尺是采用1:500。

Wiegel、Heinrich、Watts、Fritzet al[15-17]等也都针对不同的滑坡实例进行了涌浪物理试验。

到了二十世纪八十年代,随着计算机及数值理论的迅速发展,开始基于流体力学的基本方程(如N-S 方程)建立涌浪数值模型并利用计算机进行二维及三维有限差分或有限元计算。

数值模拟可以提供完整性和系统性的信息、不受时空的限制、模型可以重复使用、极大地节省时间和人力、物力和财力等。

但其不能独立于物理模型试验或原型观测而存在。

在许多实际问题中,还需要通过原型观测或模型试验提供某些参数并对所建立的数值模型进行验证。

按照不同的滑坡涌浪控制方程的离散方式,有关滑坡涌浪数值模拟研究主要有以下几种方法,包括有限单元法(FEM)、有限差分法(FDM)、有限体积法(FVM)、边界元法(BEM)和SPH(smoothed particlehydrodynamics)法等。

基于有限单元法的有:严骏龙[18](1983),王晓鸿[19](1996),Walters[20](1998)等;基于有限差分法的有周剑华[21](2003)、Lynett 和Liu[22](2005)等;基于有限体积法的有Heinrich[23](1992),姜治兵[24](2005),任坤杰[25](2006)等;基于边界元法的有S.T.Grilli[26](1999)刘建秀[27](1994)等;基于SPH 法的有杜小弢[28](2006), B. Ataie-Ashtiani[29](2007)等。

关于溃坝问题的研究基本上是从数值模拟和室内试验两方面进行的。

目前数值模拟是溃坝研究的主流,数值模拟一般仍从明渠水流运动方程出发,通过有限差分法(FDM)、有限体积法(FVM)和有限元法(FEM)等对控制方程进行离散[52-58]。

从工程实际应用的角度来看,溃坝的模型试验仍必不可少,特别是大型的工程,模型试验的参数是工程设计和施工的主要依据,同时模型试验的结果能用来验证数值模拟计算方法的可行性[59-63]。

统计分析统计分析方法是根据一个地区的历史资料的相关数据,大体得出这个地区的灾害的致灾范围和灾害强度,此方法旨在解决和预测一些影响因素相似的灾害。

在此方法中,灾害的研究在很大程度上依赖于已有的数据库资料,已有数据库资料的准确程度直接影响着预测的正确与否。

理论研究理论研究是通过对滑坡过程的运动机理和特征的力学分析研究,结合实验模型,对灾害的致灾范围和破坏强度做出预测判断。

数值模拟随着计算机科学的兴起和发展,人们能更快速地用计算机计算一些大量重复的计算,避免人类大量的重复劳动,正是基于这点,计算机在工程领域获得了快速的应用推广。

而计算机图形学技术可以将模拟计算的结果用图形生动地表示出来,结合GIS地形数据输入,使得模拟的结果更加逼真,因此,此法方式研究工程问题的潮流。

在1999年,意大利的Yoichi Okura【24】应用这一方法研究不同颗粒大小的石块对其在地面上滑行距离的影响。

相关文档
最新文档