基于高速滑坡动力学机理的研究

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1、同济大学博士后学位论文高速滑坡动力学机理的研究姓名：邢爱国申请学位级别：博士后专业：岩土工程指导教师：高广运20030601丹湃大学博士后研完工作报告高速滑坡动力学机理的研究邢t因摘要高速滑坡是世界范围的问题。高速滑坡能量人、速度快、滑程远，往往会给周同带来灾难性的斤果。因此．高速滑坡形成机理及其动力学的研究成果无论是在基础研究方面，还娃在廊j_}{基础研究方面均属国内外滑坡研究的前沿课题。本文基于流体动力学的观点，对高速滑坡的动力学机理进行了系统地研究．主要研究上作如F：1．按高速滑坡滑坡括动的时间和空间，划分为启程、近程和远程三个相互联系

2、的活动阶段。启程活动阶段滑坡体以高速滑动为主，近程话动阶段以凌空高速飞行为主，远穰活动阶段划以高速碎屑流运动为主。因此，各个活动阶段都有各自不同的流体动力学现象。2，系统地研究了不同试验条件下玄武岩表面摩擦系数的变化规律，探讨了玄武岩摩擦表面特性、滑动速度、法向压力等因素对摩擦系数的影响，取得了系统试验成果及不同情况卜_相应的拟合方程式，为研究滑坡启程活动阶段剧滑高速机理提供了很有价值的依据。3．详细地研究了高速滑坡启程活动阶段滑面瞬态温度场的变化规律，导出了滑面温度变化的方程式。计算了头寨滑坡启程活动阶段由于强烈地高速摩擦产生热量的传导深度

3、．进一步对头寨沟滑坡启程活动阶段滑带孔隙水汽化效应进行了研究。4．首次采用理论分析和试验研究相结合的方法．系统地研究了高速滑坡近程活动阶段凌空E行的空气动力学效应。在风洞模型试验研究的基础上。提出了考虑地面效应时，高速滑体凌空b行时间和飞行距离的计算公式。5．研究发现远程活动阶高速滑坡的滑体都毫无例外的从有一定结构的岩体转变为流体化的湿碎屑流或干碎屑流。湿碎屑流和干碎屑流都是二相流，而且是特殊的二相流。高速运动的碎屑与空气二相混合体与周围空气之间产生复杂的空气动力学现象。在滑体的前锋有高速运动的i中击气浪，在碎屑流和地面之间有高速旋转向前的涡

4、流作用，在高速运动的碎属颗粒之间还存在高速垂直向上流动的气流，使碎屑体的有效应力及其与地面之间的摩擦力显著降低。高速运动的垂直向上的气流和旋转向前的高速涡流的共同作用是碎屑流高速远程流动的根本原因。本文的创新之处在于，首次提出了高速滑坡全程流体动力学机理的研究方向。在试验研究的基础上，从流体动力学的观点出发提出了高速滑坡启程和近程活动阶段运动参数的计算公式，对滑坡远程活动阶段的碎屑流运动进行了初步探讨。为高速滑坡全程流体动力学机理理论的建立奠定了良好的基础，为大型水电工程的勘察设计和铁路、公路新线勘察设计提供理论依据，达到防灾减灾的目的。关键

5、词高速滑坡；动力学机理；启程；近程；送程罔井大学博士后研竞工作报鲁高速滑坡动力学机理的研塞邢t固／tbatractHigh—speedlandslideshavelongbeenafascinatingandfrighteningnaturalphenomenoninmountainregions．Studyofthedynamicsofsuchcatastrophiclandslidesisofgreatimportancefromboththetheoreticalandpracticalpointofview．Thepaperstudi

6、edsystematicallythekineticmechanismofhighspeedlandslide．Theresearchworkinvolvesseveralwaysasfollows：1．Inaccordancewithtimeandspace，theslidewasplottedoutthreerelatedstages，theyareset-out，short—rangeandlong-range．Thenstudiedthemovingcharacteristicsofeachstage．Therewerediffere

7、nthydrokineticsphenomenaineachstage，SOthemovingcharacteristicsweredifferent．Theslidingmassslidrapidlyalongtheslidingsurfaceintheset-outstage，flewwithahighervelocityintheshort-rangestageandturnedintothedebrisflowinthelong-rangestage．2．Theauthorhavestudiedsystematicallythefri

8、ctioncharacteristicsofthebasaltsurfaceinthedifferentexperimentalcondition，showedth