新滩滑坡运动过程分析

发布时间：2017-05-13 03:04

  本文关键词：新滩滑坡运动过程分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大型滑坡滑动时因其能量得到释放而形成高速运动体,运动距离长,且冲击力大,可冲毁房屋、田地、道路,滑坡入江能造成巨大涌浪,对河道运营造成影响,坡体物质堆积还可堵塞航道。随着三峡库区蓄水以来,库区发生了多起滑坡滑移灾害,三峡水库的持续调度运营,滑坡地质灾害造成的危害将进一步加剧。因此研究滑坡发生滑移时的运动强度预测具有重要的意义。论文通过收集资料,对新滩滑坡所处的研究区域地质环境条件及新滩滑坡的地理位置、地形地貌、地层岩性等地质特征及其变形监测情况进行了概述,并基于此对新滩滑坡的形成机理进行了研究。阐述了有关滑坡运动速度计算的一些研究模型,其中重点介绍了滑坡所使用力学计算模型的基本理论及研究过程,根据新滩滑坡剖面图建立其模型条分图,然后依据前人研究选取合理的计算参数,并考虑条块入水后在水中运动时水体对条块迎水面的阻力作用,并基于上述内容完成新滩滑坡的运动速度计算。同时在对新滩滑坡的平面数值模拟中,介绍了Tsunami Squares的基本核心理论,然后建立以新滩滑坡为中心的4km×4km区域平面图模型,在对其运动变形过程进行跟踪分析。将滑坡模拟过程中的3个参数(基底摩擦系数μ b、运动摩擦系数μd、休止角Φ)对结果的影响做了简单的分析。对两种滑坡运动速度计算方法理论从几个方面进行了比较分析。本文取得研究成果如下：1、滑坡发生的影响因素,内部因素主要是地形地貌及地层岩性,后缘不断崩塌堆积加载促进了滑坡的下滑,坡体物质的二元结构也使滑动更易发生,外部因素则主要是降雨。2、力学计算结果表明,滑坡总共有23个条块滑入水中,即姜家坡以下3/4的滑体全部滑入江中,40s时间内第14个条块运动到前缘时,滑坡达到最大运动速度18m/s,此时条块运动加速度已经等于0,此后滑坡体运动进入减速阶段。当第23个条块在66s左右运动到前缘处时,滑坡体速度为0m/s,停止运动。3、模拟结果表明,新滩滑坡整体滑动的最大运动速度达到8m/s,仅考虑运动块体的整体平均速度达到10m/s,整个运动过程持续了6min左右,其中快速运动过程持续了220s。依据模拟结果,可将新滩滑坡运动过程分为以下几个阶段：1)启动-加速运动阶段(0-16s)：滑坡进入整体运动后,滑体的重力势能得到释放,滑坡速度急剧增加,在16s时间内坡体运动的平均速度由Om/s迅速提升超过10m/s,坡体厚度变化十分明显,同时受坡体边界地势的影响,滑坡体物质运动受到山体的阻挡作用后运动开始发生转向,由起始的南偏东方向转变为南偏西方向滑移,转向之后的土体在黄土包附近也出现一定的溢出量。2)减速滑移阶段(16-220s)：当运动持续了一段时间后,滑体重力势能的释放已经不能满足滑体抵抗运动时摩阻力所需损耗的能量时,滑体便进去了减速滑移阶段。在16-220s的阶段内,滑体运动受到阻力持续增大,滑体运动速度缓慢减小,由10m/s减速至0.5m/s左右,滑体仍持续向前移动。后缘部分滑体最早开始出现堆积,滑体中前部随着运动速度的降低也逐渐出现停滞堆积,且前部先于中部出现堆积。3)缓慢堆积阶段(220-380s)：该阶段,滑体物质已经运动了足够长距离,随着高程降低、山体坡度的减缓,重力势能的释放已接近尾声,滑体运动速度已经大大降低,整体平均速度已经降至0.5m/s以下,仅剩滑坡中部的局部还存在有相对较大的运动速度,绝大部分滑体已经进入缓慢移动至停止运动堆积的状态。滑坡前缘共运动了约100m,运动至河床中部,堆积厚度超过40m。4、运动摩擦系数μd、基底摩擦系数μb、休止角中的增大都会使滑坡滑动速度降低,其中滑坡速度对基底摩擦系数的敏感性较小,对运动摩擦系数、休止角的敏感性较大。水位对滑坡的运动作用效果则主要受滑坡入水面积影响。Tsunami Squares模拟的滑坡运动结果更符合实际发生情况,但在一般精度要求时,选用力学计算会更加方便快捷。
【关键词】：滑坡 速度 数值模拟
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 作者简介7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-14
• 第一章 绪论14-19
• §1.1 选题依据14
• §1.2 国内外研究现状14-17
• §1.3 论文研究的主要内容及技术路线17-19
• 第二章 区域地质背景及新滩滑坡基本特征19-34
• §2.1 概述19
• §2.2 区域地质背景19-26
• 2.2.1 地形地貌19-21
• 2.2.2 地层岩性21-23
• 2.2.3 地质构造23-25
• 2.2.4 水文地质条件25-26
• 2.2.5 不良地质现象26
• 2.2.6 人类工程活动26
• §2.3 滑坡基本特征及组构26-31
• 2.3.1 滑坡地形地貌26-27
• 2.3.2 滑坡空间形态27-29
• 2.3.3 滑坡物质组构29-31
• 2.3.4 滑坡水文地质条件31
• §2.4 滑坡发展变化特征31-32
• §2.5 滑坡滑动机理32-33
• §2.6 滑坡影响因素分析33-34
• 第三章 滑坡运动速度力学计算34-44
• §3.1 滑坡运动学计算模型34-35
• §3.2 滑坡运动速度计算理论35-40
• 3.2.1 滑坡条块地面滑动过程中的受力分析35-38
• 3.2.2 滑坡岩土体水下运动所受到的阻力分析38-39
• 3.2.3 滑坡岩土体运动过程中的速度及加速度计算39-40
• §3.3 模型建立及参数选取40-41
• 3.3.1 模型建立40-41
• 3.3.2 参数选取41
• §3.4 滑坡运动速度力学计算结果分析41-44
• 第四章 新滩滑坡运动过程数值模拟44-55
• §4.1 Tsunami Squares涌浪数值模拟方法44-48
• §4.2 滑坡运动过程数值模拟48-55
• 4.2.1 滑坡平面模型建立48-49
• 4.2.2 参数选取49
• 4.2.3 模拟结果分析49-55
• 第五章 数值模拟参数对结果的影响55-65
• §5.1 模拟参数对结果的影响55-63
• 5.1.1 运动摩擦系数对模拟结果的影响55-57
• 5.1.2 基底摩擦系数对模拟结果的影响57-59
• 5.1.3 休止角对模拟结果的影响59-61
• 5.1.4 水位变化对模拟结果的影响61-63
• §5.2 力学计算与TS方法理论对比分析63-65
• 第六章 结论与展望65-67
• §6.1 结论65-66
• §6.2 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71

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本文编号：361405