基于SPH方法的滑坡涌浪及其對(duì)重力壩沖擊作用研究.pdf

1、庫(kù)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(duì)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(kù)區(qū)人民的人身和財(cái)產(chǎn)安全?，F(xiàn)如今，我國(guó)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(wèn)題日益突顯出來(lái)。所以研究滑坡涌浪過(guò)程和影響它的因素，以及它對(duì)擋水建筑物的作用尤其有意義。
　　本文針對(duì)滑坡涌浪的產(chǎn)生及傳播過(guò)程，在滑坡

2、涌浪數(shù)值模擬中對(duì)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(duì)涌浪要素、涌浪過(guò)程和右側(cè)邊界沖擊壓力的影響，以及高低水位下涌浪對(duì)擋水重力壩的沖擊作用展開(kāi)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(duì)滑坡體入水激起涌浪以及涌浪的傳播過(guò)程進(jìn)行了細(xì)致的模擬，給出涌浪過(guò)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(chǎng)。通過(guò)波幅值和自由面波形比較，驗(yàn)證了SPH方法在模

3、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(guò)設(shè)置不同的變量參數(shù)，針對(duì)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(duì)涌浪要素、涌浪過(guò)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(duì)象，建立SPH與有限元耦合模型，與ANSYS模型進(jìn)行靜力對(duì)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(duì)擋水重力壩特征點(diǎn)的位移