牛圈沟高速远程滑坡超前冲击气浪机制分析
为定量分析滑坡-碎屑流运动过程中所产生超前冲击气浪的强度及其演化规律,以牛圈沟高速远程滑坡为原型,采用计算流体力学软件,引入Voellmy准则定义运动阻力,在反演碎屑流运动全过程动力学行为特征的同时,对其前缘所产生超前冲击气浪的流场特征进行重点模拟,并论述和分析其形成的动力学机制.结果表明:(1)牛圈沟高速远程滑坡的运动从启动到停止历时112s,每一时刻其运动最大速度的空间位置出现在滑体内部靠近前缘的地方,其最大速度有2个峰值,分别是9s时的52 m/s和49 s时的44 m/s; (2)牛圈沟高速远程滑坡超前冲击气浪速度的最大值出现在9s时,其值为45 m/s.压强最大值出现在滑体启动瞬间,为625 Pa,相当于11级暴风.滑体整体呈刚体运动时与前方空气接触面积最大,对其前方空气的挤压作用最为明显;(3)随着滑体演化为碎屑流,前缘龙头高度逐渐降低(碎屑流厚度的变薄),其前方产生的超前气浪压强也随之降低,且其前方距碎屑流前缘越远,气浪压强越低;(4)运动路径上的地形凸起、陡坎对超前冲击气浪的压强大小及其分布范围有较大影响,碎屑流前缘到达地形凸起点的坡脚时,会在凸起的迎风面产生梯度变化强烈的正压,而在凸起的背风面产生负压.当碎屑流由高向低飞下陡坎时,会强烈挤压前方空气,造成前方正压局部陡然增大.
边坡工程、高速远程滑坡、冲击气浪、计算流体力学、动力学、数值模拟
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P642.22(水文地质学与工程地质学)
国家自然科学基金资助项目41172260,41372292;高等学校博士学科点专项科研基金资助项目20110184110018
2014-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共15页
1212-1226
