黃土陡坡降雨沖刷試驗及其三維顆粒流流-固耦合模擬
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【摘要】:針對坡角為70°的黃土邊坡,進行2.7 mm/min降雨強度下的室內(nèi)坡面沖刷試驗。根據(jù)邊坡沖刷破壞的過程特征,將邊坡侵蝕方式演變過程歸納為試驗初期的片蝕、中期的細溝侵蝕、到后期的切溝侵蝕和坍塌。試驗中坡頂處侵蝕強度大于其他部位,當坡面形成上下貫通的切溝之后,水流開始掏蝕溝槽底部土體,隨著沖刷的持續(xù),切溝兩側(cè)土體強度降低,坡頂土體發(fā)生坍塌。以此為基礎(chǔ)利用三維顆粒流軟件PFC3D對邊坡降雨沖刷過程進行流-固耦合模擬,在模擬顆粒大變形的同時得到顆粒運動軌跡、孔隙率、流體單元內(nèi)流速等重要參數(shù),這些參數(shù)的定量變化過程反映了降雨過程中邊坡遭受侵蝕程度及水流侵蝕能力的分布規(guī)律:坡頂處侵蝕最為強烈、水流侵蝕能力最強,且兩者隨高度降低呈減小趨勢,與室內(nèi)試驗結(jié)果一致。
【作者單位】: 吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院;中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司;
【基金】:國家自然科學(xué)基金項目(No.40972171)
【分類號】:TU444
【正文快照】: 1引言黃土地區(qū)路塹、路基邊坡成年累月遭受自然氣候和人類活動影響,容易發(fā)生各種變形、病害甚至破壞,其中降雨沖刷破壞作用尤為明顯。邊坡沖刷是指降雨形成的坡面水流破壞邊坡坡面、并沖走坡面表層土體的現(xiàn)象。國內(nèi)外學(xué)者從不同角度就邊坡沖刷問題做了研究,這些研究主要集中在
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本文編號:1160135
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