新灘滑坡運(yùn)動(dòng)過程分析
本文關(guān)鍵詞:新灘滑坡運(yùn)動(dòng)過程分析,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:大型滑坡滑動(dòng)時(shí)因其能量得到釋放而形成高速運(yùn)動(dòng)體,運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng),且沖擊力大,可沖毀房屋、田地、道路,滑坡入江能造成巨大涌浪,對(duì)河道運(yùn)營(yíng)造成影響,坡體物質(zhì)堆積還可堵塞航道。隨著三峽庫(kù)區(qū)蓄水以來,庫(kù)區(qū)發(fā)生了多起滑坡滑移災(zāi)害,三峽水庫(kù)的持續(xù)調(diào)度運(yùn)營(yíng),滑坡地質(zhì)災(zāi)害造成的危害將進(jìn)一步加劇。因此研究滑坡發(fā)生滑移時(shí)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)具有重要的意義。論文通過收集資料,對(duì)新灘滑坡所處的研究區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件及新灘滑坡的地理位置、地形地貌、地層巖性等地質(zhì)特征及其變形監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行了概述,并基于此對(duì)新灘滑坡的形成機(jī)理進(jìn)行了研究。闡述了有關(guān)滑坡運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算的一些研究模型,其中重點(diǎn)介紹了滑坡所使用力學(xué)計(jì)算模型的基本理論及研究過程,根據(jù)新灘滑坡剖面圖建立其模型條分圖,然后依據(jù)前人研究選取合理的計(jì)算參數(shù),并考慮條塊入水后在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)水體對(duì)條塊迎水面的阻力作用,并基于上述內(nèi)容完成新灘滑坡的運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算。同時(shí)在對(duì)新灘滑坡的平面數(shù)值模擬中,介紹了Tsunami Squares的基本核心理論,然后建立以新灘滑坡為中心的4km×4km區(qū)域平面圖模型,在對(duì)其運(yùn)動(dòng)變形過程進(jìn)行跟蹤分析。將滑坡模擬過程中的3個(gè)參數(shù)(基底摩擦系數(shù)μ b、運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù)μd、休止角Φ)對(duì)結(jié)果的影響做了簡(jiǎn)單的分析。對(duì)兩種滑坡運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算方法理論從幾個(gè)方面進(jìn)行了比較分析。本文取得研究成果如下:1、滑坡發(fā)生的影響因素,內(nèi)部因素主要是地形地貌及地層巖性,后緣不斷崩塌堆積加載促進(jìn)了滑坡的下滑,坡體物質(zhì)的二元結(jié)構(gòu)也使滑動(dòng)更易發(fā)生,外部因素則主要是降雨。2、力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明,滑坡總共有23個(gè)條塊滑入水中,即姜家坡以下3/4的滑體全部滑入江中,40s時(shí)間內(nèi)第14個(gè)條塊運(yùn)動(dòng)到前緣時(shí),滑坡達(dá)到最大運(yùn)動(dòng)速度18m/s,此時(shí)條塊運(yùn)動(dòng)加速度已經(jīng)等于0,此后滑坡體運(yùn)動(dòng)進(jìn)入減速階段。當(dāng)?shù)?3個(gè)條塊在66s左右運(yùn)動(dòng)到前緣處時(shí),滑坡體速度為0m/s,停止運(yùn)動(dòng)。3、模擬結(jié)果表明,新灘滑坡整體滑動(dòng)的最大運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到8m/s,僅考慮運(yùn)動(dòng)塊體的整體平均速度達(dá)到10m/s,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程持續(xù)了6min左右,其中快速運(yùn)動(dòng)過程持續(xù)了220s。依據(jù)模擬結(jié)果,可將新灘滑坡運(yùn)動(dòng)過程分為以下幾個(gè)階段:1)啟動(dòng)-加速運(yùn)動(dòng)階段(0-16s):滑坡進(jìn)入整體運(yùn)動(dòng)后,滑體的重力勢(shì)能得到釋放,滑坡速度急劇增加,在16s時(shí)間內(nèi)坡體運(yùn)動(dòng)的平均速度由Om/s迅速提升超過10m/s,坡體厚度變化十分明顯,同時(shí)受坡體邊界地勢(shì)的影響,滑坡體物質(zhì)運(yùn)動(dòng)受到山體的阻擋作用后運(yùn)動(dòng)開始發(fā)生轉(zhuǎn)向,由起始的南偏東方向轉(zhuǎn)變?yōu)槟掀鞣较蚧?轉(zhuǎn)向之后的土體在黃土包附近也出現(xiàn)一定的溢出量。2)減速滑移階段(16-220s):當(dāng)運(yùn)動(dòng)持續(xù)了一段時(shí)間后,滑體重力勢(shì)能的釋放已經(jīng)不能滿足滑體抵抗運(yùn)動(dòng)時(shí)摩阻力所需損耗的能量時(shí),滑體便進(jìn)去了減速滑移階段。在16-220s的階段內(nèi),滑體運(yùn)動(dòng)受到阻力持續(xù)增大,滑體運(yùn)動(dòng)速度緩慢減小,由10m/s減速至0.5m/s左右,滑體仍持續(xù)向前移動(dòng)。后緣部分滑體最早開始出現(xiàn)堆積,滑體中前部隨著運(yùn)動(dòng)速度的降低也逐漸出現(xiàn)停滯堆積,且前部先于中部出現(xiàn)堆積。3)緩慢堆積階段(220-380s):該階段,滑體物質(zhì)已經(jīng)運(yùn)動(dòng)了足夠長(zhǎng)距離,隨著高程降低、山體坡度的減緩,重力勢(shì)能的釋放已接近尾聲,滑體運(yùn)動(dòng)速度已經(jīng)大大降低,整體平均速度已經(jīng)降至0.5m/s以下,僅剩滑坡中部的局部還存在有相對(duì)較大的運(yùn)動(dòng)速度,絕大部分滑體已經(jīng)進(jìn)入緩慢移動(dòng)至停止運(yùn)動(dòng)堆積的狀態(tài);虑熬壒策\(yùn)動(dòng)了約100m,運(yùn)動(dòng)至河床中部,堆積厚度超過40m。4、運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù)μd、基底摩擦系數(shù)μb、休止角中的增大都會(huì)使滑坡滑動(dòng)速度降低,其中滑坡速度對(duì)基底摩擦系數(shù)的敏感性較小,對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù)、休止角的敏感性較大。水位對(duì)滑坡的運(yùn)動(dòng)作用效果則主要受滑坡入水面積影響。Tsunami Squares模擬的滑坡運(yùn)動(dòng)結(jié)果更符合實(shí)際發(fā)生情況,但在一般精度要求時(shí),選用力學(xué)計(jì)算會(huì)更加方便快捷。
【關(guān)鍵詞】:滑坡 速度 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:P642.22
【目錄】:
- 作者簡(jiǎn)介7-8
- 摘要8-10
- ABSTRACT10-14
- 第一章 緒論14-19
- §1.1 選題依據(jù)14
- §1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
- §1.3 論文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
- 第二章 區(qū)域地質(zhì)背景及新灘滑坡基本特征19-34
- §2.1 概述19
- §2.2 區(qū)域地質(zhì)背景19-26
- 2.2.1 地形地貌19-21
- 2.2.2 地層巖性21-23
- 2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造23-25
- 2.2.4 水文地質(zhì)條件25-26
- 2.2.5 不良地質(zhì)現(xiàn)象26
- 2.2.6 人類工程活動(dòng)26
- §2.3 滑坡基本特征及組構(gòu)26-31
- 2.3.1 滑坡地形地貌26-27
- 2.3.2 滑坡空間形態(tài)27-29
- 2.3.3 滑坡物質(zhì)組構(gòu)29-31
- 2.3.4 滑坡水文地質(zhì)條件31
- §2.4 滑坡發(fā)展變化特征31-32
- §2.5 滑坡滑動(dòng)機(jī)理32-33
- §2.6 滑坡影響因素分析33-34
- 第三章 滑坡運(yùn)動(dòng)速度力學(xué)計(jì)算34-44
- §3.1 滑坡運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算模型34-35
- §3.2 滑坡運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算理論35-40
- 3.2.1 滑坡條塊地面滑動(dòng)過程中的受力分析35-38
- 3.2.2 滑坡巖土體水下運(yùn)動(dòng)所受到的阻力分析38-39
- 3.2.3 滑坡巖土體運(yùn)動(dòng)過程中的速度及加速度計(jì)算39-40
- §3.3 模型建立及參數(shù)選取40-41
- 3.3.1 模型建立40-41
- 3.3.2 參數(shù)選取41
- §3.4 滑坡運(yùn)動(dòng)速度力學(xué)計(jì)算結(jié)果分析41-44
- 第四章 新灘滑坡運(yùn)動(dòng)過程數(shù)值模擬44-55
- §4.1 Tsunami Squares涌浪數(shù)值模擬方法44-48
- §4.2 滑坡運(yùn)動(dòng)過程數(shù)值模擬48-55
- 4.2.1 滑坡平面模型建立48-49
- 4.2.2 參數(shù)選取49
- 4.2.3 模擬結(jié)果分析49-55
- 第五章 數(shù)值模擬參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響55-65
- §5.1 模擬參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響55-63
- 5.1.1 運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù)對(duì)模擬結(jié)果的影響55-57
- 5.1.2 基底摩擦系數(shù)對(duì)模擬結(jié)果的影響57-59
- 5.1.3 休止角對(duì)模擬結(jié)果的影響59-61
- 5.1.4 水位變化對(duì)模擬結(jié)果的影響61-63
- §5.2 力學(xué)計(jì)算與TS方法理論對(duì)比分析63-65
- 第六章 結(jié)論與展望65-67
- §6.1 結(jié)論65-66
- §6.2 展望66-67
- 致謝67-68
- 參考文獻(xiàn)68-71
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本文編號(hào):361405
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