基于数值模拟的地质灾害链动力学过程研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kakingka
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大型滑坡由于滑坡体积大、运动距离远、灾害链效应显著,常造成巨大的危害。我国大江大河峡谷区复杂的自然环境决定了灾害链源区位能巨大,物质沿程运移能量汇聚与消散过程变化多样,其形成演化过程与机理复杂,一旦发生“滑坡-堵江-溃决”灾害链事件将对流域的基建设施和人类生命财产安全产生巨大威胁。反演大型滑坡的灾害动力学过程,揭示大型滑坡灾害链成灾过程与机理,对于灾害情景分析和未来大型滑坡灾害预测具有一定的参考意义,本文以黄河上游戈龙布滑坡和金沙江上游肖莫久潜在滑坡为研究对象,开展“滑坡-堵江-溃决洪水”灾害链过程数值模拟研究。通过野外调查和遥感影像分析获取研究区域滑坡特征及地形地貌数据,采用无人机获取的高精度三维地形数据建立了滑坡模型,研究了滑坡的动力学过程,将滑坡模拟堆积形态作为堰塞坝导入HEC-RAS软件中进行洪水演进模拟,再现和预测了滑-堵-溃灾害链全过程。主要研究成果如下:(1)本文在已有研究的基础上,基于岩石高速摩擦试验得出的摩擦衰减规律,提出了对速度与摩擦系数关系的处理方法并应用到滑坡模拟中,实现了对滑坡过程中摩擦系数降低并加剧高速运动现象的模拟。(2)根据“戈龙布滑坡-堵江-溃决洪水”灾害链野外调查和模拟结果,戈龙布滑坡持续了103s,前部颗粒的最大速度和平均速度都要高于后部颗粒,最大速度可达57 m/s。滑坡在运动过程中呈现破碎程度区域差异性等动力学特性,堵塞河道的前缘滑体多为单个颗粒,后部存在着大小不一的块体团簇。滑坡堵塞黄河形成堰塞坝高达143 m,上游形成面积128km2,库容4.87×109m3的堰塞湖。通过模拟不同大坝破坏程度下洪水演进过程,推算出大坝破坏程度为15%,25%,50%和75%时,溃口最大峰值流量分别为15137.9 m3/s、52192.9 m3/s、157375.5 m3/s和326703.6 m3/s,并分析了下游各重要断面的洪峰流量、河道宽度和水位等情况。讨论了洪水演进与喇家遗址的关系,发现在25%溃坝时,溃口洪峰流量为57782.3 m3/s,喇家遗址处水深为27.1 m,超过遗址古地面6.1m;75%溃坝时,到达小浪底的最大流量相当于百年一遇洪水流量。(3)对影响川藏铁路安全运行的肖莫久滑坡进行了野外调查、监测和情景模拟,肖莫久滑坡失稳后滑动持续时间为65s。后缘颗粒的最大速度和平均速度均高于中部和前缘颗粒,最大速度可达78.2 m/s。根据模拟,滑坡堆积区长约2023 m,宽约900 m,最大高度约为149 m;滑坡滑动后将堵塞金沙江,形成高程为2940 m,库容4.13×109m3的堰塞湖。对比了引入摩擦衰减经验公式和使用固定摩擦系数的滑坡堆积区特征,引入摩擦衰减经验公式后较好的反映了滑坡的高流动性和连续性。通过模拟不同大坝破坏程度下洪水演进过程,推算出大坝破坏程度为15%,25%,50%和75%时,溃口最大峰值流量分别为12051.7 m3/s、43451.4 m3/s、148635.6 m3/s和304544.7 m3/s,分析了下游各断面的洪峰流量和抵达时间等情况,并制作了川藏线沿岸洪水淹没范围分布图,研究结果对川藏铁路和金沙江沿岸滑坡灾害风险分析提供参考。
其他文献
高职院校计算机实训室的管理能力,直接反映出整体办学水平以及实训室的先进程度,在互联网时代下,高职院校开展计算机实训管理,还需要从信息技术应用的角度进行优化.本文在研究过程中以互联网时代作为背景,探讨高职院校计算机实训室的常见弊端,以及当前管理工作开展中存在的问题.从大数据信息化技术应用的角度出发,构建互联网时代下高职院校计算机实训室管理优化路径,针对当前管理中存在的问题,提出有效优化意见,帮助强化高职院校计算机实训室整体管理能力,减少计算机实训室耗材损耗,节约管理成本.
学位
当下一般工业固废处理处置体系的弊病制约着生态文明和美丽中国建设的步伐,一般工业废物源头分类管理难、处置去向落实难的困境尚还无法摆脱.该文以江苏某地区为例,深入分析该地区在一般工业废物处理处置方面存在的问题和遇到的挑战,针对性地提出相关措施和建议,为生态文明建设过程中一般工业固废的处理处置工作提供有益思路.
学位
重载型自动扶梯在地铁领域应用较广,我国西安、广州、北京等大中城市在采购地铁设备时,都要求使用重载型自动扶梯,通过多年来的使用和经验交流,明确了企业标准和技术要求,并且我国重载型扶梯概念在全国范围内已经形成.本文重点阐述自动扶梯重载实验有关技术研究,包括制动荷载与制动距离试验以及注意事项,同时介绍了额定荷载、电机的额定功率等概念,以期为相关人员提供借鉴参考.