一种改进的滑坡涌浪动力学模型
2021-04-19戴福初朱雨轩
长江科学院院报 2021年4期
岳 霞,戴福初,朱 杰,朱雨轩
(北京工业大学 建筑工程学院,北京 100124)
1 研究背景
滑坡是最具危害性的地质灾害之一,而滑坡涌浪是滑坡灾害由点到面的拓展,受灾范围更广、造成的损失更大[1]。随着国内外水利事业的大规模发展,越来越多的水电站修建在高山之中,库水位的频繁变动导致滑坡活动加剧,一旦发生滑坡涌浪将严重威胁库区人民的生命财产安全。例如,1963年意大利北部的Vajont水库滑坡,库区左岸27亿m3的岩土体以25~30 m/s的速度冲入水库,造成高达125 m的冲击波,2 500万m3的洪水顺流而下,造成下游隆加罗市2 000余人丧生[2-3]。目前库区沿岸存在大量潜在滑坡,因此开展滑坡涌浪研究,对潜在滑坡涌浪灾害进行预测具有重要的意义。
滑坡运动预测是建立在对滑坡运动机理理解的基础上,Hungr[4]和Zhao等[5]将现有的滑坡运动模型分为2类,将滑坡理想化为单点的集中质量模型和连续介质模型。第一个集中质量模型是由Heim[6]提出的“雪橇模型”,模型假定滑坡运动过程中的能量损失都是由摩擦造成的。Sassa等[7]基于块体理论和滑坡运动过程中材料的连续性原理提出了滑坡运动模型,模型能对流动性土质滑坡运动进行准确反演。汪发武等[8-9]、郭剑等[10-12]、沈伟等[13-16]分别对Sassa模型中的表观摩擦角、地转偏向力对滑体运动的影响、侧压力的选取、滑床的侵蚀裹挟等问题进行了研究,使模型的输入参数更容易获取、模拟效果更加准确。本文采用的类流体滑坡模型是以Saasa的滑坡运动模型为基础,并考虑了滑坡-涌浪之间的强烈耦合作用力。……
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