涌浪研究中的關(guān)鍵是預(yù)測最大涌浪高度,而后才能分析其傳播規(guī)律,進(jìn)而評價涌浪潛在的危害。通過物理模擬試驗深入分析淺水區(qū)滑坡涌浪形成機(jī)制、研究最大涌浪高度、爬高及涌浪脈沖力的變化規(guī)律,驗證并分析現(xiàn)有理論公式的適用性,對庫區(qū)涌浪預(yù)測預(yù)報工作具有重要的理論和實踐意義。本文首先分析了千將坪滑坡、新灘滑坡、雞冠嶺滑坡以及唐家溪滑坡四個典型的淺水區(qū)滑坡涌浪實例,綜合考慮四個典型滑坡案例的規(guī)模特征,在遵循相似準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上,建立了淺水區(qū)滑坡涌浪的室內(nèi)物理模型。通過多組室內(nèi)模型試驗,測定了最大涌浪高度、最大爬高及最大涌浪脈沖力,深入分析滑坡涌浪的形成機(jī)制、涌浪形態(tài)特點以及脈沖力變化規(guī)律。最后,以大嶺滑坡隱患點為案例,計算和分析了滑坡失穩(wěn)后會可能產(chǎn)生的最大涌浪高度、爬高及最大脈沖力。通過物理試驗,并對試驗結(jié)果進(jìn)行分析研究,論文主要取得以下幾個方面的結(jié)論:(1)總結(jié)淺水區(qū)滑坡涌浪特征,并建立了相關(guān)模型。通過對千將坪滑坡、新灘滑坡、雞冠嶺滑坡及唐家溪滑坡這四個典型的淺水區(qū)滑坡涌浪案例的地形地貌、成因機(jī)理、運動過程、涌浪特征和致災(zāi)程度等進(jìn)行分析,歸納了淺水區(qū)滑坡涌浪的特點:淺水區(qū)滑坡入水后對河道影響較大,可能會導(dǎo)致堰塞湖或堵江等后果;崩滑體高速入水,所激起的涌浪高度要大于同等條件下深水區(qū)滑坡所產(chǎn)生的涌浪。根據(jù)四個典型案例中滑坡體的規(guī)模,按照Froude相似準(zhǔn)則,建立了滑坡涌浪物理模型。(2)分析了滑塊-水體的相互作用過程滑塊下滑過程中與水體耦合,在這個過程中,滑塊持續(xù)將能量傳遞給水體,形成水舌及涌浪�；瑝K的下滑過程分為急劇加速階段、慢加速階段以及急劇減速階段。當(dāng)滑塊的質(zhì)心位置經(jīng)過水面時,滑體由于受到水體的阻力和浮力作用,滑動加速度逐漸減小,速度達(dá)到最大值后隨著滑塊的觸底,滑塊運動速度迅速減小為零。當(dāng)滑塊下滑速度超過一定值時,在滑塊接觸水面的瞬間會激起水舌。(3)提出了適合淺水區(qū)的滑坡涌浪計算模型極差分析與方差分析表明,各影響因素對最大涌浪高度的敏感程度依次為:滑塊厚度、滑動面傾角、水深、滑塊長度。采用回歸分析的方法,提出了適合淺水區(qū)滑坡涌浪最大涌浪高度的計算模型,并用淺水區(qū)滑坡實例對計算模型的有效性進(jìn)行驗證。(4)分析了涌浪爬高變化規(guī)律涌浪的爬高直接決定涌浪在對岸形成脈沖力的影響范圍。爬高主要與涌浪高度和對岸坡角有關(guān),第一列涌浪會形成最大爬高,之后涌浪形成的爬高值逐漸減小。通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,涌浪爬高隨著對岸坡角的增加而減小。(5)分析了水舌沖擊力及涌浪脈沖力變化規(guī)律滑體高速下滑形成涌浪,有2種類型的波浪荷載,包括沖擊力和脈沖力。水舌沖擊力和涌浪脈沖力都會對對岸樹木及建筑物等造成影響。水舌所攜帶的沖擊力值約為涌浪脈沖力值的1-6倍。隨著對岸坡角的增加,水舌沖擊力逐漸增加,涌浪脈沖力逐漸減小。綜合考慮水舌沖擊力和涌浪脈沖力對對岸的影響,在對岸建造防護(hù)堤時,防護(hù)堤與水平面的夾角應(yīng)該在40-45°。(6)分析了大嶺滑坡隱患點穩(wěn)定性大嶺滑坡隱患點在175m水位和暴雨疊加下斜坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài),暴雨的疊加增加了下滑力,不利于斜坡穩(wěn)定。斜坡受到環(huán)境及人為因素等影響,正處于發(fā)展變形中。(7)大嶺滑坡災(zāi)害隱患點的致災(zāi)程度預(yù)測及分析大嶺滑坡隱患點失穩(wěn)后,最大涌浪高度可達(dá)18.4m,將在對岸形成最大17m的爬高,影響范圍為上下游約11km,涌浪會在對岸形成約60.8Mpa的最大脈沖力。大嶺滑坡隱患點若發(fā)生大規(guī)�；瑒�,將威脅到居住于大嶺滑坡隱患點上的76戶口260人、柑桔經(jīng)濟(jì)林55畝、G348國道400m、高壓鐵塔及線纜、通信光纜及鑼鼓洞河漁業(yè)區(qū),可能造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超6000千萬元。
【學(xué)位單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV139.25
【部分圖文】：

由于滑坡所處的地質(zhì)條件和河道特征都不同，所以入水后激起的涌浪特征就不同。故本文選取了千將坪滑坡、新灘滑坡、雞冠嶺滑坡以及唐家溪滑坡 4 個典型的淺水區(qū)滑坡涌浪案例，分析其誘發(fā)機(jī)制、滑動過程以及涌浪特征，并總結(jié)歸納淺水區(qū)滑坡涌浪的特征，為室內(nèi)物理模型試驗的進(jìn)行提供依據(jù)。2.1 千將坪滑坡千將坪滑坡位于湖北省宜昌市秭歸縣沙鎮(zhèn)溪鎮(zhèn)千將坪村，距三峽大壩壩址約43km，所處斜坡向東南傾斜，坡度自上而下為 35°~15°。接近河邊地帶又變陡�；掳l(fā)育在侏羅系中—下統(tǒng)聶家山組碎屑巖中，巖性為中-厚層粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖、頁巖，巖層傾向與斜坡坡向基本一致，上陡下緩，傾角 35°~15°，構(gòu)成順向坡。在三峽水庫蓄水 135m水位高程 43 天后，2003 年 7 月 13 日 0 時 20 分，該滑坡發(fā)生大規(guī)模滑動，造成廠房摧毀、房屋倒塌、交通中斷、青干河斷流 7天等嚴(yán)重后果，經(jīng)濟(jì)損失慘重[51]。

積為 1542 萬 m3�；抡w滑動后，兩側(cè)形成高陡的剪切型滑壁，后緣形成明顯的巖層面滑壁�；扒熬壐叱� 94.7m，滑后前緣高程 170m 左右（反翹頂部），前緣寬 600m（包括影響區(qū)在內(nèi)寬 800m），后緣高程 350~405m，后緣寬 380m，滑坡縱向長 1150m，包括影響區(qū)在內(nèi)總面積約 68 萬 m2。根據(jù)滑坡前緣入水寬度（約600m）與 135m 以下青干河河谷斷面平均面積（4000m2）推算，滑坡入水方量約 240 萬 m3，約占滑坡總體積的 1/9~1/8[52]�；律喜繛楹� 5~10 余米的殘坡積粘土夾碎石，下部為碎裂巖體�；麓笠�(guī)�；瑒忧�，前部仍見有橫向條狀隆起帶�；轮苓呥�形成不同程度的牽引變形區(qū)（帶）。位于滑動區(qū) EN 側(cè)的牽引變形區(qū)最大，寬 200~300m，后緣邊界高程 370~420m，總體呈 NWW 向展布。區(qū)內(nèi)裂隙發(fā)育，走向以 NWW—EW 為主，縫寬 30~50cm，沿裂縫下座 60~80cm。初步估測滑坡水平位移 200 多米，垂直落差 100 余米。滑坡前緣仰沖至青干河對岸，堵塞青干河，形成“堆石壩”，該壩頂高程 149~178m，壩頂保留有河床砂礫石堆積[53]。

體的自重和下滑力，其結(jié)果必然導(dǎo)致潛在滑動面的強(qiáng)度降低而使滑坡體抗滑力降低。因此，集中降雨是誘發(fā)滑坡發(fā)生的主要因素。千將坪滑坡發(fā)生滑動后，滑坡堵塞并切斷了青干河，形成一個高約149~178m，長約 300m 的滑坡壩�；禄偌s為 10~15m/s，滑坡前緣的青干河是蓄水河道，平均水深約 35m。千將坪滑坡體平均厚度為 35m，與河道平均水深接近，滑坡體快速入水后，所產(chǎn)生巨大的涌浪和爬坡浪對沙鎮(zhèn)溪鎮(zhèn)鎮(zhèn)址下部造成強(qiáng)大的沖擊，山林植被被局部破壞，數(shù)條停泊在碼頭的漁船被毀。根據(jù)兩岸植被被水流沖刷痕跡的最大高度測量，滑坡體處涌浪高度為 39m；下游 1.2km處的青干河大橋附近涌浪高度 7.4m；下游 1.6km處的鑼鼓洞河口涌浪高度 6m，在該河口的鑼鼓洞口上游 1km 處仍有漁船被顛覆[54]。千將坪滑坡所形成的巨大涌浪導(dǎo)致 22 艘船舶翻沉，5 艘船舶斷纜走錨，造成人員傷亡 14 人，失蹤 10 人，近千人受災(zāi)，廣播、輸電、國防光纜等基礎(chǔ)設(shè)施受到嚴(yán)重破壞，直接經(jīng)濟(jì)損失約 5735萬元[55]。
【參考文獻(xiàn)】

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2 岳書波;刁明軍;;庫岸滑坡涌浪首浪高度計算方法研究[J];人民長江;2017年18期

3 王治華;賈偉潔;;基于數(shù)字滑坡技術(shù)的三峽新灘滑坡研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2017年03期

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5 白薇;程永舟;黃筱云;;滑坡涌浪對樁柱沖擊壓力分布特征及計算方法[J];中國安全科學(xué)學(xué)報;2017年02期

6 王平義;韓林峰;喻濤;孟彩霞;;滑坡涌浪對高樁碼頭船舶撞擊力的影響[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2016年06期

7 易武;黃鵬程;;湖北省杉樹槽滑坡成因機(jī)制分析[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2016年03期

8 王鳴;易武;;三峽庫區(qū)杉樹槽滑坡地質(zhì)特征與成因機(jī)制分析[J];三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年05期

9 晏思詩;陳敏;;秭歸縣地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報成功經(jīng)驗初探[J];資源環(huán)境與工程;2015年03期

10 王國章;李濱;馮振;邢愛國;;重慶武隆雞冠嶺巖質(zhì)崩滑-碎屑流過程模擬[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2014年05期

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本文編號：2878058