高速運移的滑坡-碎屑流沿著徑流路徑與基層物質(zhì)發(fā)生強烈地相互作用,在此過程中剪切破壞基層物質(zhì)并裹挾其一起向前運移,這種現(xiàn)象稱之為“鏟刮效應”。鏟刮效應的存在顯著地改變原有滑體的動力特性,導致滑體方量在高速運移過程中顯著增加,增大滑坡-碎屑流災害防治難度。實際工程中滑坡-碎屑流鏟刮過程具有復雜性和突發(fā)性,且影響因素眾多,兼受監(jiān)測技術手段局限,現(xiàn)場原位研究難度大。為了揭示“鏟刮效應”及其相關影響因素的影響規(guī)律與作用機理,本文基于碎屑流鏟刮基層的作用機理,引入濃度懸浮模型用于描述混合區(qū)土體動力特性,從而建立了考慮基層裹挾的HBP模型,并采用SPH方法求解;利用開源SPH軟件DualSPHysicv4.4模擬兩個小尺寸常重力模型試驗,驗證了模型的有效性,在此基礎上深入分析了“鏟刮效應”的形成過程及其作用機理。然后系統(tǒng)性地探討了滑坡-碎屑流和基層物理力學參數(shù)變化對滑體運移規(guī)律、基層破壞形態(tài)及鏟刮效應的影響規(guī)律,并初步從本構方程和能量守恒的角度揭示各項影響因素的作用機理,數(shù)值計算結(jié)果表明:(1)滑坡-碎屑流對基層的鏟刮作用可以初步分為向下侵蝕基層的侵蝕效應和向前推擠基層的犁耕效應,侵蝕效應是指滑坡-...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 碎屑流鏟刮效應
    1.3 碎屑流鏟刮效應研究現(xiàn)狀
        1.3.1 模型試驗分析研究現(xiàn)狀
        1.3.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.3 本文研究內(nèi)容
        1.3.4 本文技術路線
        1.3.5 本文的主要創(chuàng)新點
第2章 基于濃度懸浮模型的碎屑流鏟刮效應SPH分析
    2.1 碎屑流基本方程
        2.1.1 鏟刮效應的作用機理
        2.1.2 描述鏟刮效應的特征量
        2.1.3 動量能量等方程的介紹
    2.2 考慮基層裹挾的HBP模型
    2.3 SPH數(shù)值模擬的基本算法及程序?qū)崿F(xiàn)
        2.3.1 SPH離散方法
        2.3.2 壓力項的求解
        2.3.3 邊界處理方法
        2.3.4 時間步長與差分離散處理
    2.4 計算軟件
    2.5 本章小結(jié)
第3章 HBP模型驗證及鏟刮效應機理分析
    3.1 無鏟刮Bingham模型模型驗證
    3.2 考慮基層裹挾的HBP模型驗證
        3.2.1 Dufresne水平基層鏟刮試驗
        3.2.2 數(shù)值模擬模型建立及參數(shù)確定
        3.2.3 三種工況數(shù)值模擬計算結(jié)果與分析
    3.3 鏟刮效應影響碎屑流機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 鏟刮效應影響因素分析
    4.1 分析模型與參數(shù)
    4.2 基層材料對鏟刮效應的影響
        4.2.1 基層材料厚度對鏟刮效應的影響
        4.2.2 基層材料內(nèi)摩擦角對鏟刮效應的影響
        4.2.3 基層材料粘聚力對鏟刮效應的影響
        4.2.4 基層材料動力粘度對鏟刮效應的影響
    4.3 滑體材料對鏟刮效應的影響
        4.3.1 滑體內(nèi)摩擦角對鏟刮效應的影響
        4.3.2 滑體內(nèi)粘聚力對鏟刮效應的影響
        4.3.3 滑體動力粘度對鏟刮效應的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 本文主要結(jié)論
    5.2 進一步研究的建議及展望
參考文獻
作者簡歷及科研情況



本文編號：3803527