滑坡體沖擊作用下的波浪生成及其傳播特性.pdf

1、發(fā)生于大型水庫岸邊以及海底等的滑坡災害，往往會引起巨大的波浪。這類水波運動大多以低頻長波的形式出現(xiàn)，并且水深變淺或遇到大壩等結(jié)構(gòu)物時波高急劇增大，會對各類工程結(jié)構(gòu)物的安全造成潛在的危害，因此十分有必要對其生成和傳播特性開展研究，為工程防災、減災提供科學依據(jù)。
　　學者們已針對塊體滑坡興波問題和散體滑坡興波問題開展了大量的研究，但對實際中可能存在的混合體滑坡興波問題的關(guān)注較少。本文通過物理模型試驗的方法，分別對塊體滑坡、散體滑坡以及

2、混合體滑坡所引起的興波問題開展了研究工作，比較全面系統(tǒng)的考慮了斜坡傾角、滑坡體前傾角、散體粒徑和質(zhì)量比等參數(shù)對初始興波以及后續(xù)波浪傳播、演化特性的影響。
　　首先，本文開展塊體滑坡興波的試驗研究。在以往的塊體滑坡模型興波的研究工作中，鮮有同時關(guān)注斜坡傾角和滑坡體前傾角對波浪特性的共同影響作用。本文開展二維水槽試驗，探討斜坡傾角和滑坡體前傾角對初始興波以及后續(xù)波浪傳播、演化特性的影響作用。研究結(jié)果表明，在水深和初始滑落高度不變的條件

3、下，初始興波幅值隨著斜坡傾角的減小呈現(xiàn)出增大的趨勢，塊體前緣傾角對初始興波幅值的影響則相對較為復雜;波浪剛生成時，較小的斜坡傾角對應(yīng)較小的主控頻率;達到穩(wěn)定狀態(tài)后的波浪主控頻率在各工況下趨于相同的數(shù)值，表明穩(wěn)定后的波浪主控頻率主要取決于水深。
　　其次，本文對散體滑坡模型興波問題進行研究，研究斜坡傾角和散體顆粒粒徑對初始興波特性、以及包含波幅衰減、波頻變化等在內(nèi)的波浪沿程演化傳播特性的影響。研究結(jié)果表明，散體滑坡興波問題中，初始興

4、波幅值隨散體粒徑的增大呈現(xiàn)出增大的趨勢;對同一粒徑的散體顆粒，隨著斜坡傾角的增大，初始興波幅值呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。波幅沿程的變化符合指數(shù)衰減規(guī)律，并且穩(wěn)定波幅與初始興波幅值呈正比關(guān)系;趨于穩(wěn)定狀態(tài)后的波浪出現(xiàn)了“雙峰”現(xiàn)象，并且這兩個頻率對散體粒徑不敏感。
　　之后，在上述研究工作的基礎(chǔ)上，本文將進一步研究混合體滑坡興波問題，并與單一形式的滑坡模型試驗結(jié)果進行對比，探討將滑坡模型簡化為單一形式的滑坡模型所造成的影響。本文開展

5、二維物理模型試驗，主要考慮斜坡傾角和塊體和散體的質(zhì)量配比等因素的影響，從初始興波、波浪的沿程演化傳播特性等角度出發(fā)，對塊體和散體共同作用下的滑坡體興波問題進行研究，彌補了以往的研究工作中較少關(guān)注混合體滑坡興波問題的不足。研究成果表明，針對相同質(zhì)量的滑坡體、在水深和初始釋放高度相同的條件下，混合體滑坡時的初始興波幅值要大于塊體滑坡或散體滑坡時的初始興波幅值，表明在以往的研究工作中，采用塊體或散體滑坡模型可能低估了初始興波幅值。