风载作用下散粒体斜坡失稳风洞试验研究

发布时间：2018-07-12 12:16

  本文选题：散粒体 + 风洞　； 参考：《成都理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：散粒体斜坡作为一种特殊的面状地质灾害,广泛分布于高寒山区和地震灾区,其结构松散,无细颗粒与其他胶结物连接,似一盘“散沙”,受外界条件的干扰,极易失稳破坏,从而对人类生活、生产造成较大的危害。散粒体斜坡的形成主要分为3类:①寒冻风化形成的溜砂坡;②河流切蚀阶地、松散堆积体;③地震动力效应形成的倒石锥。较崩滑流地质灾害而言,其失稳破坏也表现出较大的各异性,活动频繁,以小规模的累进式破坏为主,诱发因素主要为地震、降水、冻融循环、河流侵蚀、风载以及人类工程活动等。风载作用下坡表碎屑物撞击公路,阻碍交通的情况也屡见不鲜。本文以高寒高海拔山区散粒体斜坡为研究对象,在实地调查的基础上,研究散粒体斜坡的发育分布特征。并结合三维激光扫描技术对其运动特征进行研究,从而对其诱发因素、失稳模式以及补给率、流沙率等进行分析。并重点对风载效应进行研究,通过风洞试验,研究风载作用下散粒体斜坡的失稳诱发机制。研究的主要内容如下:(1)高寒山区受强烈的寒冻风化效应,散粒体斜坡异常发育。本文以实地调查为基础,从地形地貌、地层岩性、坡向等信息入手,分析散粒体斜坡的发育分布特征。坡体以自然休止角保持自身稳定,坡度集中在30°~37°,并对其诱发因素进行了研究。(2)公路沿线散体斜坡根据成因分为原生型、次生型和生长型。结合前人研究,从诱发因素着手提出了4种基本失稳模式:累进性补给型、牵引型、滚石冲击带动型以及侵蚀破坏型。并以风载效应为重点,提出风载作用下散粒体斜坡的失稳模式:滚石冲击与风载联合诱发型和气流涡旋诱发型。(3)借助三维激光扫描技术,多期获取边坡点云影像特征。通过对比分析,得到斜坡的运动特征;并探索寒冻风化条件下岩体剥蚀速率及外界干扰条件下斜坡失稳破坏的流沙率。(4)以典型散粒体斜坡为原型,遵循相似准则的前提下,进行风洞试验设计,研究滚石冲击与风载联合诱发型散粒体失稳、气流涡旋诱发型散粒体失稳的作用机理。①通过在风洞试验中释放滚石模拟风载和滚石冲击联合作用下散粒体斜坡失稳,观察其运动规律;探索风力大小、滚石冲击能量及冲击频率与斜坡失稳规模(落砂质量)之间的关系,并通过滚石冲击堆积体后输出系统的砂砾质量来评价冲击影响程度;提出了滚石冲击散粒体斜坡速度恢复系数Rv和能量恢复系数RE。②联合皮托管流场测量装置和FLUENT数值模拟,研究凹槽内外的流场结构特征。③在风洞试验中通过重建野外具有互层结构特征的散粒体斜坡,研究气流涡旋诱发型散粒体斜坡表面颗粒在风载作用下的起动过程及运动特征,并探究凹槽内风蚀穴的形成演化过程。并进行了凹槽形态、不同深宽比等因素对风蚀强度的影响研究。(5)结合风洞试验及泥沙、风沙起动理论,建立起散粒体斜坡的临界起动条件、最大启动粒径及输沙量模型,并借用风洞试验结果进行了验证。
[Abstract]:On the basis of field investigation , this paper studies the development and distribution of the slope of the bulk material . The main contents of this paper are as follows : ( 1 ) The slope of the slope of the high - cold mountain area is mainly divided into three categories : 鈶，

本文编号：2117125