东河口高速远程滑坡超前冲击气浪三维数值模拟分析

发布时间：2017-10-23 17:16

  本文关键词：东河口高速远程滑坡超前冲击气浪三维数值模拟分析

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【摘要】：发生在四川省广元市青川县的东河口滑坡在滑动后掩埋了处于下方的东河口村,共摧毁四个村庄和东河口电站,并造成780人遇难。滑坡碎屑流停积后阻塞了红石河与青竹江,形成两大堰塞湖。东河口滑坡除对运动范围内的建筑和人员造成巨大的破坏和伤亡外,其产生的超前冲击气浪也对运动范围外的人身财产产生了一定的威胁。因为该滑坡拥有巨大的方量和超高的速度,且出现在高山峡谷地形陡峭的地区,在运动过程中滑坡体快速挤压前方空气,形成一股巨大的冲击气浪破坏滑坡范围外的物体,造成二次灾害。本文主要以等效流体假设为基础,应用Fluent计算流体软件来模拟东河口滑坡的全过程,并对滑坡运动过程中产生的超前冲击气浪进行了监测和分析。主要结论如下：(1)东河口滑坡运动全过程约63s,滑程达2400余米,27s左右达到最大速度,约43.3m/s。在运动过程中,大部分时间时滑体速度最大处靠近滑体前缘部位。一般情况下,滑体前缘速度要远大于后缘速度,但是在40s-48s时,由于滑体中部运动至中央一处平台,此处地势较平缓,滑体前缘开始减速,而滑体后缘尚处于陡坎之上,因此滑体后缘速度大于前缘速度；61sλ63s时,因为滑体基本停积,前缘速度很小,而滑体后缘刚刚脱离中央平台,尚有较大的动能,此时滑体后缘速度也要大于前缘速度。(2)27s时,滑体速度达到最大值,滑体产生的超前冲击气浪的速度和压强均达到最大值,分别为35.1m/s和681Pa。超前冲击气浪的速度和压强在滑坡运动前方呈指数型衰减,在碎屑流前缘200m范围内衰减变化较大,在200m范围外衰减变化较小,而且气浪的速度衰减比压强衰减更明显。(3)滑坡运动路径的地形对超前冲击气浪速度及压强的影响有重要影响。地形越平缓宽阔,冲击气浪的速度和压强越小。
【关键词】：高速远程滑坡 超前冲击气浪 三维数值模拟
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 国外研究现状11-14
• 1.2.2 国内研究现状14-17
• 1.2.3 东河口滑坡研究现状17-18
• 1.3 研究内容和技术路线18-21
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-21
• 第2章 东河口高速远程滑坡地质条件及特征21-30
• 2.1 地质发育条件21-25
• 2.1.1 气象水文21-22
• 2.1.2 地形地貌22
• 2.1.3 地层岩性22-24
• 2.1.4 地质构造24-25
• 2.2 滑坡特征25-30
• 2.2.1 滑坡地质特征25-27
• 2.2.2 滑坡运动特征27-30
• 第3章 东河口滑坡三维数值模拟分析30-46
• 3.1 等效流体假设30-31
• 3.2 基本控制方程31-33
• 3.2.1 质量守恒方程31-32
• 3.2.2 动量守恒方程32-33
• 3.2.3 能量守恒方程33
• 3.3 边界条件33-34
• 3.4 摩擦阻力方程34
• 3.5 模型建立34-36
• 3.6 模型计算36-37
• 3.7 模拟结果分析37-44
• 3.7.1 滑坡堆积形态对比37-38
• 3.7.2 滑坡运动过程分析38-44
• 3.8 本章小结44-46
• 第4章 东河口滑坡超前冲击气浪运动特征46-60
• 4.1 超前冲击气浪速度分析46-49
• 4.2 超前冲击气浪压强分析49-55
• 4.3 滑坡特殊位置横截面形态及速度变化55-58
• 4.4 滑坡运动转折点横截面形态及速度变化58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 结论与展望60-62
• 结论60-61
• 展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-68

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本文编号：1084496