滑坡体冲击作用下的波浪生成及其传播特性

发布时间：2017-04-12 15:20

  本文关键词：滑坡体冲击作用下的波浪生成及其传播特性，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：发生于大型水库岸边以及海底等的滑坡灾害,往往会引起巨大的波浪。这类水波运动大多以低频长波的形式出现,并且水深变浅或遇到大坝等结构物时波高急剧增大,会对各类工程结构物的安全造成潜在的危害,因此十分有必要对其生成和传播特性开展研究,为工程防灾、减灾提供科学依据。学者们已针对块体滑坡兴波问题和散体滑坡兴波问题开展了大量的研究,但对实际中可能存在的混合体滑坡兴波问题的关注较少。本文通过物理模型试验的方法,分别对块体滑坡、散体滑坡以及混合体滑坡所引起的兴波问题开展了研究工作,比较全面系统的考虑了斜坡倾角、滑坡体前倾角、散体粒径和质量比等参数对初始兴波以及后续波浪传播、演化特性的影响。首先,本文开展块体滑坡兴波的试验研究。在以往的块体滑坡模型兴波的研究工作中,鲜有同时关注斜坡倾角和滑坡体前倾角对波浪特性的共同影响作用。本文开展二维水槽试验,探讨斜坡倾角和滑坡体前倾角对初始兴波以及后续波浪传播、演化特性的影响作用。研究结果表明,在水深和初始滑落高度不变的条件下,初始兴波幅值随着斜坡倾角的减小呈现出增大的趋势,块体前缘倾角对初始兴波幅值的影响则相对较为复杂；波浪刚生成时,较小的斜坡倾角对应较小的主控频率；达到稳定状态后的波浪主控频率在各工况下趋于相同的数值,表明稳定后的波浪主控频率主要取决于水深。其次,本文对散体滑坡模型兴波问题进行研究,研究斜坡倾角和散体颗粒粒径对初始兴波特性、以及包含波幅衰减、波频变化等在内的波浪沿程演化传播特性的影响。研究结果表明,散体滑坡兴波问题中,初始兴波幅值随散体粒径的增大呈现出增大的趋势；对同一粒径的散体颗粒,随着斜坡倾角的增大,初始兴波幅值呈现出先增大后减小的趋势。波幅沿程的变化符合指数衰减规律,并且稳定波幅与初始兴波幅值呈正比关系；趋于稳定状态后的波浪出现了“双峰”现象,并且这两个频率对散体粒径不敏感。之后,在上述研究工作的基础上,本文将进一步研究混合体滑坡兴波问题,并与单一形式的滑坡模型试验结果进行对比,探讨将滑坡模型简化为单一形式的滑坡模型所造成的影响。本文开展二维物理模型试验,主要考虑斜坡倾角和块体和散体的质量配比等因素的影响,从初始兴波、波浪的沿程演化传播特性等角度出发,对块体和散体共同作用下的滑坡体兴波问题进行研究,弥补了以往的研究工作中较少关注混合体滑坡兴波问题的不足。研究成果表明,针对相同质量的滑坡体、在水深和初始释放高度相同的条件下,混合体滑坡时的初始兴波幅值要大于块体滑坡或散体滑坡时的初始兴波幅值,表明在以往的研究工作中,采用块体或散体滑坡模型可能低估了初始兴波幅值。最后,本文从初始兴波和后续沿程传播演化特性等角度出发,对上述三类滑坡体兴波问题的特点和差异进行对比分析,并与以往的研究成果进行比较。
【关键词】：滑坡 非线性波浪 块体和散体 初始兴波 演化传播
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22;TV139.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 概述11
• 1.2.2 整体块体滑坡兴波问题11-13
• 1.2.3 颗粒散体滑坡兴波问题13-16
• 1.2.4 滑坡涌浪的传播特性16-17
• 1.3 本文的研究工作17-19
• 2 物理试验和数据分析方法19-25
• 2.1 试验方法及模型设置19-22
• 2.2 试验数据分析方法22-25
• 3 块体滑坡兴波及其传播特性的试验研究25-43
• 3.1 试验工况及参数设置25
• 3.2 初始兴波特性25-28
• 3.3 波浪的沿程传播特性分析28-38
• 3.3.1 波幅沿程变化30-31
• 3.3.2 波频特性31-37
• 3.3.3 波浪传播速度特性37-38
• 3.4 直立结构前波浪特性38-41
• 3.5 本章小结41-43
• 4 散体滑坡兴波及其传播特性的试验研究43-60
• 4.1 试验设置及参数43
• 4.2 初始兴波特性43-48
• 4.2.1 斜坡倾角的影响44-47
• 4.2.2 散体粒径的影响47-48
• 4.3 波浪沿程传播特性48-56
• 4.3.1 波幅沿程变化49-51
• 4.3.2 波频特性51-55
• 4.3.3 波浪传播速度特性55-56
• 4.4 直立结构前波浪特性56-59
• 4.5 本章小结59-60
• 5 混合滑坡体兴波及其传播特性的试验研究60-79
• 5.1 试验设置及参数60
• 5.2 初始兴波特性60-64
• 5.2.1 块体与散体质量配比的影响61-62
• 5.2.2 斜坡倾角的影响62-64
• 5.3 波浪沿程传播特性64-75
• 5.3.1 波幅沿程变化65-68
• 5.3.2 波频特性68-72
• 5.3.3 波浪传播速度特性72-75
• 5.4 直立结构前波浪特性75-77
• 5.5 本章小结77-79
• 6 不同滑坡模型试验结果的对比性分析研究79-89
• 6.1 本文三类滑坡模型试验结果的对比研究79-87
• 6.1.1 初始兴波特性对比分析79-81
• 6.1.2 波浪沿程传播特性对比分析81-85
• 6.1.3 直立式结构前波浪特性对比分析85-87
• 6.2 本文试验结果与已有研究成果的对比研究87-89
• 7 结论与展望89-91
• 7.1 本文结论89-90
• 7.2 研究展望90-91
• 参考文献91-94
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况94-95
• 致谢95-96

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