基于物理模拟试验的滑坡涌浪波幅预测研究综述

滑坡涌浪是海洋、水库和河道中重要的灾害类型,对大坝及沿岸居民的生命和财产造成严重威胁。涌浪波波幅是一个滑坡涌浪灾害评价的重要参数,物理模拟试验是涌浪波主要的研究方法之一。本文基于近几十年来滑坡涌浪物理模拟试验的研究成果,归纳了国内外滑坡涌浪试验的主要滑体模型和水体模型,分析了块体模型和散体模型的参数特征,探讨了水体模型中二维模型试验和三维模型试验的河道特征。结合滑坡模型和水体模型,总结分析了影响滑坡涌浪波幅的控制参数,梳理了不同试验条件下所建立的最大波幅和波高的预测模型。

水库滑坡涌浪动压力特征试验研究

水库滑坡高速入水产生涌浪,当涌浪传播到对岸岸坡时,巨大的冲击力会造成沿岸基础设施的破坏,对沿岸居民的生命和财产安全构成极大威胁。为研究水库滑坡涌浪冲击力在对岸岸坡上的作用特点及其分布规律,以三峡库区中等宽缓库段滑坡及河道规模为原型,开展了1∶400比例的三维正态滑坡涌浪物理模型试验,初步揭示了水库滑坡涌浪动压力的类型、不同类型动压力的作用特点及其分布规律。结果表明:根据试验测试数据,滑坡涌浪形成后以水舌和实体涌浪两种水体形态作用在岸坡上,作用在岸坡上的水库滑坡涌浪动压力可分为水舌冲击压力和涌浪脉冲压力两种类型,水舌以射流的形式冲击岸坡,产生瞬时冲击压力极大值,实体涌浪在岸坡上爬高产生多个脉冲压力值,涌浪最大脉冲压力出现在前三个压力峰值;在静水面以上,水舌冲击压力大于涌浪脉冲压力,而在静水面以下,出现水舌冲击压力小于涌浪脉冲压力的情况;滑坡涌浪脉冲压力在岸坡上的分布近似为倒“V”型,涌浪最大脉冲压力出现在静水位附近且随着涌浪爬坡高度的增加呈快速衰减到缓慢衰减的过程,在快速衰减阶段滑坡涌浪脉冲压力极值的累计衰减率往往超过60%。

水深对水库滑坡涌浪传播规律影响的试验研究

滑坡涌浪的产生与传播受水深的影响较大,为了研究水深对水库滑坡涌浪产生及其传播规律的影响,以三峡库区云阳县城下游河段为原型,采用1∶400比例尺进行概化物理模型试验,研究水深分别为21 cm、23 cm、25 cm、27 cm、29 cm、31 cm、33 cm、35 cm 8种状态下水库滑坡涌浪的传播规律。结果表明:随着水深的增加,滑块入水后产生的涌浪最大波幅呈现先增大后减小的规律;滑坡涌浪在近场区域内(距离滑坡源1.5 m范围内)传播时,滑坡涌浪波幅的衰减率随水深的增加呈现先增大后减小的规律,在远场区域内(距离滑坡源超过1.5 m时)传播时,滑坡涌浪波幅的衰减率随水深的增加而增大。

高陡库岸滑坡初始涌浪波幅预测模型研究

水库滑坡入水点的近场初始涌浪波幅预测难度较大,已有的滑坡初始涌浪波幅预测模型较少考虑近场区域涌浪的三维形态特征。基于滑坡涌浪物理模型试验,分析了滑坡涌浪的形成机理和近场区域初始涌浪波形特征,并结合动量定理,建立了适用于高陡库岸段的三维滑坡初始涌浪波幅预测模型,提出了修正系数K,探讨了修正系数与相对迎水面积和弗劳德数的相关关系。以龚家方滑坡为工程实例,对高陡库岸三维滑坡初始涌浪波幅预测模型的适用性和可靠性进行验证分析,结果表明:修正后的高陡库岸三维滑坡初始涌浪波幅预测模型的计算结果更准确。

斜坡降雨入渗的改进Mein-Larson模型

土壤初始含水率分布是影响湿润锋下移的重要因素之一.传统的降雨入渗模型仅假定初始含水率均匀分布,并没有考虑非均匀分布的情况.以Mein-Larson降雨入渗模型为基础,假定初始含水率随垂直于坡面方向深度呈线性分布,推导了一种新的滑坡降雨入渗函数,弥补了原模型只能用于初始含水率均匀分布情况下的不足.研究结果表明:初始含水率分布对湿润锋下移有较大影响,在初始含水率呈线性分布的情况下,坡体表面含水率越大,含水率随垂直于坡面方向深度的变化率k值越接近零,湿润锋下渗速度越快,当k=0时,新模型退化为Mein-Larson降雨入渗模型,证明Mein-Larson降雨入渗模型是新模型的一个特例.与有限元法得到的结果对比表明,提出的降雨入渗新模型计算的湿润锋下渗深度与数值解结果相接近,证明了该方法的可靠性.