滑坡—碎屑流模型试验与理论研究

发布时间：2017-09-17 05:17

  本文关键词：滑坡—碎屑流模型试验与理论研究

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【摘要】：滑坡—碎屑流是一类具有极大破坏性的天然地质灾害,且无法有效的进行预测。其运动机理、危害范围等问题一直以来是该研究内容的重点和难点问题。本文采用室内模型试验,研究了无黏性土堆积体在不同条件下沿斜面的滑动和堆积运动过程。探索了堆积体体积、粒径、形状,坡高,初速度,坡脚约束角,滑面摩擦系数等指标对滑坡运动最终堆积参数(冲程,宽度,厚度,面积)的影响；同时,还重点研究了滑道坡度和滑道宽度对堆积体运动和堆积特性的影响规律。试验结果表明：随着堆积体体积、颗粒粒径、坡高、初速度、坡脚约束角变大和滑面摩擦系数减小,滑坡的最终堆积范围均会变大;堆积体体积、滑面摩擦系数、颗粒形状、坡脚约束角对冲程和堆积面积的影响比较显著,而坡高和体积对堆积宽度的影响比较显著；滑道宽度变大时,滑体的堆积范围均会变大,但滑道出口宽度的对其影响显著,而滑道入口宽度对其影响则较小。此外,许多滑坡发生时,滑体自身常常会发生较大的变形,甚至发展成碎屑流,而传统的条分法没有考虑滑体运动过程中滑体的自身变形、相互碰撞等产生的内部耗能,和实际情况有所差别。在分析滑坡过程中能量转化规律的基础上,考虑平面问题,综合条分法的特点,将滑体离散成若干个滑块,并用黏壶相连接。采用黏壶变形耗能代替滑坡过程中,滑体的内部耗能。然后,建立各滑块的运动方程,通过编程计算,可得到滑体最终的冲程、最大速度和运动时间等滑坡评估指标。最后,基于室内模型试验结果,分别运用离散元方法和提出的滑坡分析模型进行对比分析,证明了该分析模型的正确性。本文主要借助于模型试验和理论研究手段,并辅以数值模拟,对滑坡—碎屑流的运动和堆积过程进行研究。所得成果可为下一步深入研究滑坡—碎屑流冲程及堆积形态提供了初步的依据。
【关键词】：滑坡—碎屑流 无黏性土 模型试验 堆积范围 理论研究
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22;TU43
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-25
• 1.1 研究目的及意义16-18
• 1.2 国内外研究现状18-23
• 1.2.1 理论研究19-20
• 1.2.2 数值模拟20-22
• 1.2.3 模型试验22-23
• 1.3 本文主要研究内容23
• 1.4 主要的技术路线23-25
• 第二章 模型试验方案25-29
• 2.1 试验装置25-27
• 2.2 试验材料及试验数据测量计算过程27-29
• 第三章 无侧限条件下无黏性土滑动和堆积特性的模型试验研究29-42
• 3.1 概述29
• 3.2 试验方案29-30
• 3.3 试验结果分析30-40
• 3.3.1 堆积体崩滑过程分析30-32
• 3.3.2 不同试验参数对最终堆积范围的影响32-40
• 3.4 结论40-42
• 第四章 有侧限条件下无黏性土滑动和堆积特性的模型试验研究42-51
• 4.1 概述42
• 4.2 试验方案42-43
• 4.3 试验结果分析43-49
• 4.3.1 斜坡坡度的影响43-45
• 4.3.2 滑道侧壁的影响45-49
• 4.4 结论49-51
• 第五章 滑坡运动分析模型与数值模拟51-62
• 5.1 概述51-53
• 5.2 滑坡运动二维分析模型53-56
• 5.2.1 分析模型的假定53-55
• 5.2.2 建立运动方程55-56
• 5.2.3 计算步骤56
• 5.3 计算与分析56-61
• 5.3.1 模型计算结果56-59
• 5.3.2 计算结果对比分析59-61
• 5.4 结论61-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-69
• 攻读硕士学位期间学术活动及成果情况69

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本文编号：867473