風(fēng)載作用下散粒體斜坡失穩(wěn)風(fēng)洞試驗研究
發(fā)布時間:2018-07-12 12:16
本文選題:散粒體 + 風(fēng)洞; 參考:《成都理工大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:散粒體斜坡作為一種特殊的面狀地質(zhì)災(zāi)害,廣泛分布于高寒山區(qū)和地震災(zāi)區(qū),其結(jié)構(gòu)松散,無細(xì)顆粒與其他膠結(jié)物連接,似一盤“散沙”,受外界條件的干擾,極易失穩(wěn)破壞,從而對人類生活、生產(chǎn)造成較大的危害。散粒體斜坡的形成主要分為3類:①寒凍風(fēng)化形成的溜砂坡;②河流切蝕階地、松散堆積體;③地震動力效應(yīng)形成的倒石錐。較崩滑流地質(zhì)災(zāi)害而言,其失穩(wěn)破壞也表現(xiàn)出較大的各異性,活動頻繁,以小規(guī)模的累進(jìn)式破壞為主,誘發(fā)因素主要為地震、降水、凍融循環(huán)、河流侵蝕、風(fēng)載以及人類工程活動等。風(fēng)載作用下坡表碎屑物撞擊公路,阻礙交通的情況也屢見不鮮。本文以高寒高海拔山區(qū)散粒體斜坡為研究對象,在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上,研究散粒體斜坡的發(fā)育分布特征。并結(jié)合三維激光掃描技術(shù)對其運(yùn)動特征進(jìn)行研究,從而對其誘發(fā)因素、失穩(wěn)模式以及補(bǔ)給率、流沙率等進(jìn)行分析。并重點(diǎn)對風(fēng)載效應(yīng)進(jìn)行研究,通過風(fēng)洞試驗,研究風(fēng)載作用下散粒體斜坡的失穩(wěn)誘發(fā)機(jī)制。研究的主要內(nèi)容如下:(1)高寒山區(qū)受強(qiáng)烈的寒凍風(fēng)化效應(yīng),散粒體斜坡異常發(fā)育。本文以實(shí)地調(diào)查為基礎(chǔ),從地形地貌、地層巖性、坡向等信息入手,分析散粒體斜坡的發(fā)育分布特征。坡體以自然休止角保持自身穩(wěn)定,坡度集中在30°~37°,并對其誘發(fā)因素進(jìn)行了研究。(2)公路沿線散體斜坡根據(jù)成因分為原生型、次生型和生長型。結(jié)合前人研究,從誘發(fā)因素著手提出了4種基本失穩(wěn)模式:累進(jìn)性補(bǔ)給型、牽引型、滾石沖擊帶動型以及侵蝕破壞型。并以風(fēng)載效應(yīng)為重點(diǎn),提出風(fēng)載作用下散粒體斜坡的失穩(wěn)模式:滾石沖擊與風(fēng)載聯(lián)合誘發(fā)型和氣流渦旋誘發(fā)型。(3)借助三維激光掃描技術(shù),多期獲取邊坡點(diǎn)云影像特征。通過對比分析,得到斜坡的運(yùn)動特征;并探索寒凍風(fēng)化條件下巖體剝蝕速率及外界干擾條件下斜坡失穩(wěn)破壞的流沙率。(4)以典型散粒體斜坡為原型,遵循相似準(zhǔn)則的前提下,進(jìn)行風(fēng)洞試驗設(shè)計,研究滾石沖擊與風(fēng)載聯(lián)合誘發(fā)型散粒體失穩(wěn)、氣流渦旋誘發(fā)型散粒體失穩(wěn)的作用機(jī)理。①通過在風(fēng)洞試驗中釋放滾石模擬風(fēng)載和滾石沖擊聯(lián)合作用下散粒體斜坡失穩(wěn),觀察其運(yùn)動規(guī)律;探索風(fēng)力大小、滾石沖擊能量及沖擊頻率與斜坡失穩(wěn)規(guī)模(落砂質(zhì)量)之間的關(guān)系,并通過滾石沖擊堆積體后輸出系統(tǒng)的砂礫質(zhì)量來評價沖擊影響程度;提出了滾石沖擊散粒體斜坡速度恢復(fù)系數(shù)Rv和能量恢復(fù)系數(shù)RE。②聯(lián)合皮托管流場測量裝置和FLUENT數(shù)值模擬,研究凹槽內(nèi)外的流場結(jié)構(gòu)特征。③在風(fēng)洞試驗中通過重建野外具有互層結(jié)構(gòu)特征的散粒體斜坡,研究氣流渦旋誘發(fā)型散粒體斜坡表面顆粒在風(fēng)載作用下的起動過程及運(yùn)動特征,并探究凹槽內(nèi)風(fēng)蝕穴的形成演化過程。并進(jìn)行了凹槽形態(tài)、不同深寬比等因素對風(fēng)蝕強(qiáng)度的影響研究。(5)結(jié)合風(fēng)洞試驗及泥沙、風(fēng)沙起動理論,建立起散粒體斜坡的臨界起動條件、最大啟動粒徑及輸沙量模型,并借用風(fēng)洞試驗結(jié)果進(jìn)行了驗證。
[Abstract]:On the basis of field investigation , this paper studies the development and distribution of the slope of the bulk material . The main contents of this paper are as follows : ( 1 ) The slope of the slope of the high - cold mountain area is mainly divided into three categories : 鈶,
本文編號:2117125
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