本文關(guān)鍵詞：基于SPH方法的滑坡涌浪及其對重力壩沖擊作用研究

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【摘要】：庫區(qū)邊坡在極端情況下有可能發(fā)生失穩(wěn),造成大量土石體涌入河道,特別是在狹窄的河谷,會(huì)形成巨大的涌浪。涌浪對航道及擋水建筑物造成沖擊,可能會(huì)導(dǎo)致河道內(nèi)船只傾覆、擋水建筑物損壞,并威脅下游庫區(qū)人民的人身和財(cái)產(chǎn)安全。現(xiàn)如今,我國的水利工程主要集中在西南部,這些地區(qū)工程地質(zhì)條件多為高邊坡、軟基土等,滑坡涌浪問題日益突顯出來。所以研究滑坡涌浪過程和影響它的因素,以及它對擋水建筑物的作用尤其有意義。本文針對滑坡涌浪的產(chǎn)生及傳播過程,在滑坡涌浪數(shù)值模擬中對粒子間距、滑塊初始下落速度、水深和滑塊寬度這四個(gè)因素對涌浪要素、涌浪過程和右側(cè)邊界沖擊壓力的影響,以及高低水位下涌浪對擋水重力壩的沖擊作用展開研究。本文主要做了以下三個(gè)方面的工作：(1)基于SPH方法建立剛性滑塊入水模型,對滑坡體入水激起涌浪以及涌浪的傳播過程進(jìn)行了細(xì)致的模擬,給出涌浪過程中不同時(shí)刻滑塊位置與流體分布、滑塊位移-時(shí)間曲線以及滑塊附近流體的速度場。通過波幅值和自由面波形比較,驗(yàn)證了SPH方法在模擬涌浪方面的可行性以及模型的可靠性。(2)采取變量控制的方法,通過設(shè)置不同的變量參數(shù),針對滑坡涌浪模擬中粒子間距、水深、滑塊初始下落速度、滑塊寬度這些因素進(jìn)行單一分別考慮,分析它們各自對涌浪要素、涌浪過程和右側(cè)邊界的沖擊壓力影響。(3)選取有代表性的Koyna重力壩作為研究對象,建立SPH與有限元耦合模型,與ANSYS模型進(jìn)行靜力對比,驗(yàn)證耦合模型可靠性。在此基礎(chǔ)上,研究高低水位下滑坡涌浪對擋水重力壩特征點(diǎn)的位移、拉應(yīng)力和壩面壓強(qiáng)的作用。研究表明,不僅涌浪對大壩造成沖擊影響,庫水壓縮波在其中的作用也不可忽略。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV223;TV642.3

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本文編號(hào)：1149561