易贡高速远程滑坡超前冲击气浪三维数值模拟分析

发布时间：2018-04-12 15:59

  本文选题：易贡 + 高速远程滑坡　； 参考：《西南交通大学》2016年硕士论文

【摘要】：高速远程滑坡在高速运动过程中,在其前方和两翼会产生极强的超前冲击气浪现象。由滑坡体推动空气形成的超前冲击气浪危害,较之滑坡体本身的破坏力也是一种不容忽视的力量,应受到人们的重视。本文以2000年4月9日发生于西藏波密县的易贡高速远程滑坡为例,建立了该滑坡三维等比例数值模拟模型,并应用计算流体力学软件AAnsys Fluent 14.5,将前人总结的适合描述高速远程滑坡运动的摩擦准则通过Fluent软件的用户自定义接口(UDF),利用C语言编程的方法导入计算程序,成功地实现了对易贡高速远程滑坡整个运动过程及其产生超前冲击气浪的三维数值仿真模拟。主要得到以下结论：(1)易贡高速远程滑坡的整个运动过程历时150s,总的滑程约为10km,碎屑流的最大运动速度值出现在运动第30s时,最大速度约为75m/s。在此运动过程中,碎屑流每一时刻的最大速度值均出现在滑体内部靠近前缘(龙头)的地方,且其后缘的运动速度远小于其前缘。(2)易贡高速远程滑坡产生的超前冲击气浪的最大速度值约为50ms,出现在15-30s时间段；超前冲击气浪压强的最大值有两个峰值点,碎屑流启动瞬间的压强660Pa和碎屑流冲进扎木弄沟主沟产生的1500Pa的正压,前者相当于12级飓风的风级,后者相当于强台风的风级。(3)沿碎屑流运动方向上,从碎屑流前缘(龙头)至前方更远处,冲击气浪的影响范围大致在其龙头距离lkm范围内,且气浪的压强随着距龙头距离的增大而逐渐减小。竖直方向上,超前冲击气浪的影响范围大致在龙头附近距地面高度lkm范围内,且气浪的压强随距地面高程的增大而逐渐减小；并在滑坡堆积阶段,在龙头上方产生了一定程度的负压。(4)沟谷地形条件对滑坡碎屑流产生的超前冲击气浪压强的影响比较明显,研究认为其主要是通过影响碎屑流流深(厚度)的方式影响气浪压强的。碎屑流在沟谷纵向切割较深处挤压空气作用较大,这是因为两翼沟谷地形的限制使碎屑流流经此处时的厚度增加。另一方面,狭窄的沟谷地形使得快速推挤的空气不容易扩散,气浪强度陡升。
[Abstract]:During the high speed movement of high speed and long-range landslide, the phenomenon of air wave ahead of the landslide and its wings will be extremely strong.Compared with the destructive force of the landslide itself, the damage caused by the ahead impact air wave formed by the landslide body is also a kind of force that can not be ignored, and should be paid more attention to by people.Taking the Yigong high-speed remote landslide in Pomi County, Tibet on April 9, 2000 as an example, a numerical simulation model of the landslide is established.By using the computational fluid dynamics software AAnsys Fluent 14.5, the friction criterion suitable for describing high-speed and remote landslide motion is introduced by the user defined interface of Fluent software, and the calculation program is imported by C language programming method.The 3D numerical simulation of the whole movement process of Yigong high speed remote landslide and the ahead impact air wave is successfully realized.The main conclusions are as follows: (1) the whole motion process of Yigong high-speed remote landslide lasts 150 s, the total slip range is about 10 km, and the maximum velocity of debris flow appears in the 30s, and the maximum velocity is about 75 m / s.During this movement, the maximum velocity of the debris flow at each moment occurs near the front edge of the slide.And the velocity of the rear edge is much smaller than that of the front edge.) the maximum velocity of the leading impact gas wave produced by the Yigong high-speed remote landslide is about 50 Ms, which appears in the period of 15-30s, and the maximum pressure of the leading impact air wave has two peak points.The pressure 660Pa of the moment when the clastic flow is started and the positive pressure of the 1500Pa caused by the clastic stream rushing into the main ditch of Zamujaigou, the former is equivalent to the wind grade of class 12 hurricane, the latter is equivalent to the wind grade of strong typhoon. (3) along the direction of debris flow,From the front edge of the clastic flow (faucet) to the farther ahead, the influence range of impact air wave is approximately within the lkm range of its tap distance, and the pressure of air wave decreases gradually with the increase of the distance from the tap to the tap.In vertical direction, the influence range of air wave in advance impact is approximately within the range of lkm from the height of the ground near the tap, and the pressure of air wave decreases gradually with the increase of elevation from the ground, and at the stage of landslide accumulation,At the top of the faucet, a certain degree of negative pressure is produced.) the influence of the valley topography on the pressure of the lead-impact air wave produced by the debris flow of the landslide is obvious.It is considered that the air wave pressure is mainly influenced by the depth (thickness) of clastic flow.The effect of clastic flow on the compressed air at the depth of the longitudinal cutting of the gully is greater because the thickness of the debris flow is increased due to the restriction of the two-wing valley topography.On the other hand, the narrow valley terrain makes the rapidly pushing air not diffusing easily, and the air wave intensity rises steeply.
【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

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本文编号：1740423