本文關(guān)鍵詞：均質(zhì)土壩漫頂潰壩過程數(shù)學(xué)模型研究及應(yīng)用

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【摘要】：國內(nèi)外大量模型試驗(yàn)表明,"陡坎"式?jīng)_蝕是均質(zhì)土壩漫頂潰決的重要機(jī)理。近年來,各國學(xué)者開發(fā)了一系列的考慮"陡坎"式?jīng)_蝕的潰壩過程數(shù)學(xué)模型,但模型均采用了"陡坎"出現(xiàn)在下游坡腳的假設(shè)。通過大比尺均質(zhì)土壩漫頂潰決模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對于壩高較大的均質(zhì)土壩,"陡坎"出現(xiàn)的位置與漫頂水頭和下游壩坡坡比存在內(nèi)在聯(lián)系,且"陡坎"的移動(dòng)速率與壩料的物理力學(xué)指標(biāo)相關(guān),因此初始沖坑的位置和"陡坎"移動(dòng)參數(shù)的選取對于潰壩過程模擬結(jié)果的合理性具有重要意義。本文借鑒國內(nèi)外的漫頂潰壩過程數(shù)學(xué)模型,提出一個(gè)可考慮均質(zhì)土壩漫頂潰決過程中"陡坎"移動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。該模型通過漫頂水流特征和壩體形狀參數(shù)確定下游坡初始沖坑的位置,采用能量分析方法模擬"陡坎"移動(dòng),并通過室內(nèi)與現(xiàn)場模型試驗(yàn)提出可考慮壩料黏粒含量、含水率、干密度等指標(biāo)的"陡坎"移動(dòng)參數(shù);利用基于水流剪應(yīng)力原理的沖蝕速率公式模擬潰口縱向下切與橫向擴(kuò)展;采用寬頂堰流量公式計(jì)算潰口流量,通過極限平衡法分析潰壩過程中潰口邊坡的穩(wěn)定性,采用迭代的數(shù)值計(jì)算方法模擬整個(gè)潰壩過程。選擇國內(nèi)外典型的大比尺均質(zhì)土壩漫頂潰壩試驗(yàn)和有實(shí)測資料的潰壩案例對模型進(jìn)行驗(yàn)證,并研究了是否考慮"陡坎"沖蝕對潰壩模擬結(jié)果的影響;通過模型計(jì)算分析可以得出,本文提出的數(shù)學(xué)模型可合理模擬均質(zhì)土壩的漫頂潰壩過程。
【作者單位】： 南京水利科學(xué)研究院巖土工程研究所;水利部土石壩破壞機(jī)理與防控技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 均質(zhì)土壩 漫頂 陡坎 數(shù)學(xué)模型 驗(yàn)證
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51379129,51539006) 中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(Y315002)
【分類號(hào)】：TV122.4
【正文快照】： 1研究背景 根據(jù)《第一次全國水利普查公報(bào)》統(tǒng)計(jì)[1],截止2011年年底,我國擁有水庫98 002座,它們?yōu)槲覈?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn),但水庫大壩給人類帶來巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的同時(shí)也存在著潰壩的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)水利部大壩安全管理中心統(tǒng)計(jì)[2],自1954—2014年,我國有3 530座水庫發(fā)

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本文編號(hào)：705325