易贡高速远程滑坡运动颗粒流数值分析

发布时间：2017-05-21 22:18

  本文关键词：易贡高速远程滑坡运动颗粒流数值分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：2000年4月9日,我国西藏波密县易贡乡发生了灾难性的高速远程滑坡。本文根据真实DEM高程数据和滑坡发育的地质结构特征,采用颗粒流离散元PFC3D软件,建立了易贡高速远程滑坡的三维数值模拟模型,并选取平行粘结接触方式,反演了易贡高速远程滑坡的崩滑、碎屑流流动、碎屑流堆积和停止运动全过程的情景。在此基础上,分析了易贡滑坡数值模拟结果所呈现的运动时间、平均运动速度、运动的能量耗散和堆积体的形态特征。主要得到以下结论：(1)易贡滑坡的运动时间为300s左右,在30s时,滑体达到最大运动速度,最大速度为53m/s。在滑坡运动初期,滑坡体受到构造裂隙水作用产生崩塌,运动速度以近似线性的方式快速增大；随着崩塌体整体运动至扎木弄沟内,滑体的运动速度不断下降,且下降速率由大变小,最终滑体运动速度趋于零,此时整个滑坡处于堆积停止阶段。(2)滑坡前缘在整个运动过程中,始终保持较快的运动速度,并且初始高程越高其在运动过程中所能达到的最大速度相应也越大。与滑坡前缘不同,滑坡后缘的速度在崩塌碎屑流初期阶段呈现直线上升,当滑坡后缘速度达到最大值后,受到地形起伏的影响突然下降。易贡滑坡滑体表面最大速度可以达到90m/s,远远大于滑体中部和滑体底面60m/s的最大平均速度,但是滑坡体表面的运动较之于滑坡中部和滑坡底面,持续时间相对较短。(3)滑坡体内部积聚有极其巨大的能量,能量可达1×1015J。滑坡在运动过程中,滑体内颗粒之间的不平衡力不断增大,同时滑体与山体之间、滑体内部颗粒之间不断相互碰撞,使得滑体严重碎屑化,表现出类似流体的特征。(4)滑坡体冲出沟谷以后,由于不再受沟谷两侧山体地形的约束,碎屑流向沟口两侧扩散,最终以扇形形态堆积。
【关键词】：高速远程滑坡 颗粒流 动力学 三维数值模拟
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U412.2;P642.22
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 论文的选题背景及研究意义11-13
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 高速远程滑坡的国内外研究现状13-21
• 1.2.1 高速远程滑坡的实例13-16
• 1.2.2 易贡高速远程滑坡16-18
• 1.2.3 高速远程滑坡运动三维数值模拟18-21
• 1.3 论文研究的基本内容、研究方法和技术路线21-24
• 1.3.1 研究内容21-22
• 1.3.2 研究方法与技术路线22-24
• 第2章 易贡高速远程滑坡地质背景及运动特征24-41
• 2.1 易贡高速远程滑坡发育的工程地质条件25-30
• 2.1.1 地形地貌26-27
• 2.1.2 地层岩性27-29
• 2.1.3 地质构造29
• 2.1.4 气象水文29-30
• 2.2 易贡高速远程滑坡运动特征30-36
• 2.2.1 崩塌区特征32-33
• 2.2.2 流通区特征33
• 2.2.3 堆积区特征33-36
• 2.3 易贡高速远程滑坡物质组成36-39
• 2.4 本章小结39-41
• 第3章 颗粒流数值模拟软件PFC~(3D)41-53
• 3.1 颗粒流数值模拟方法的发展历程42
• 3.2 颗粒流PFC的基本理论42-49
• 3.2.1 颗粒流数值模拟基本假定42-43
• 3.2.2 颗粒流数值模拟基本方程43-44
• 3.2.3 离散元方法的计算原理44-46
• 3.2.4 颗粒流的接触模型46-49
• 3.3 颗粒流数值模拟的解题思路49-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第4章 易贡高速远程滑坡运动学三维数值分析53-77
• 4.1 易贡高速远程滑坡PFC~(3D)模型53-60
• 4.1.1 易贡滑坡模型范围的选取53-54
• 4.1.2 易贡滑坡模型的建立54-56
• 4.1.3 易贡滑坡模型监测点的设置56-57
• 4.1.4 易贡滑坡模型参数的选取57-59
• 4.1.5 易贡滑坡模型的加载方式59-60
• 4.2 易贡高速远程滑坡PFC~(3D)模型计算和结果分析60-75
• 4.2.1 易贡滑坡运动过程60-64
• 4.2.2 易贡滑坡运动速度64-70
• 4.2.3 易贡滑坡滑体能量70-71
• 4.2.4 易贡滑坡滑体碎屑化程度71-72
• 4.2.5 易贡滑坡堆积形态72-75
• 4.3 本章小结75-77
• 结论及展望77-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-86

【参考文献】

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本文编号：385005