岩石碎屑流运移堆积过程数值模拟.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2011／19(2)一0168-08岩石碎屑流运移堆积过程数值模拟李祥龙①唐辉明①熊承仁①罗红明②(①中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074)(②中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071)摘要岩石高速远程崩滑是一种特殊的、危害性很大的地质灾害，崩滑后期形成的高速岩石碎屑流具有很高的运移能力，破坏力极强。以岩石碎屑流为研究对象，重点模拟岩石碎屑流形成后，碎屑流的运移堆积过程和最大运移堆积距离。利用二维颗粒离

2、散元数值模拟方法，建立碎屑流二维运动堆积模型，分析了岩石碎屑流初始高度、体积、加速斜面坡度、堆积底面摩擦系数以及堆积底面地表起伏程度对于岩石碎屑流最大运移堆积距离的影响。实验结果显示：岩石碎屑流运移堆积过程体现出了碎屑流物质的离散性和流动性；碎屑流最大堆积距离随高度、体积、斜面坡度增大而增大；随堆积底面摩擦系数、堆积底面地表起伏程度增大而减小。关键词岩石碎屑流二维颗粒离散元方法运移堆积机理中图分类号：P642．22文献标识码：ANUMERICALSIMULATIoNOFFLoWANDDEPoSITo

3、INPRoCESSOFRoCKAVALANCHELIXianglong①TANGHuiming①XIONGChengren①LUOHongming②((~DepartmentofEngineering，ChinaUniversityofGeoscienee，Wuhan430074)(@InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofScience，Wuhan430071)AbstractLargerockslideseandthensubsequent

4、brokenrockmassavalanchesareoneofthemostdestructivege—ologicalhazardsintheworld．Especially，therockavalancheshaveintensiverun—outabilityanddestructivepower．Thispapermainlystudiestheflowanddepositionmechanismofrocklandslideinducedavalanche．Usingatwo—di—me

5、nsionalparticleflowmethod，thispapernumericallyexaminestheinfluenceoftheoriginalheight，volume，slopeangleanddepositingsubstrate’Sfrictionalcoeficientandwavinesstoavalanches．Numericaltestresultsrevealthat：(a)theflowanddepositionprocessofarockavalanchepres

6、entadiscreteandfluid-likenature；(b)increasingintheoriginalheight，thevolumeofrockavalancheandtheslopeanglewouldincreasethemaximumrun·outlength；and(C)increasinginthefrictionalcoeficientandwavinessofthedepositionsubstratewoulddecreasethemaximumnln—outleng

7、th．KeywordsRockavalanche，Two—dimensionalparticleflowmethod，Movinganddepositingmechanism女收稿13期：2010～04—09；收到修改稿日期：2010—11～20．基金项目：中国地质调查局西部地区复杂山体滑坡成灾机理研究项目(1212011014030)第一作者简介：李祥龙，主要从事地质灾害治理研究．Email：fromheavenl@163．c0m19(2)李祥龙等：岩石碎屑流运移堆积过程数值模拟1691引言2岩石

8、碎屑流堆积过程分析方法岩石高速远程崩滑是一种特殊的地质灾害¨。2．1岩石碎屑流的定义根据美国地质调查局最近出版的第4版《地质学辞典型的高速崩滑存在阶段性。按空间分布可以典》的定义，它“是一种非常快的顺着斜坡下方的岩依次划分为启程破碎，加速运移，和运移堆积3个阶石碎屑流动，在流动的过程中，碎屑进一步变得破碎段，这3个部分有自己独特的特点。亦即粉碎化”l2J。重庆市武隆地区鸡尾山崩滑就属大型高速崩滑在启程活动阶段由于强烈的高速于典型的岩石高速远程崩滑，其标志性特征为崩滑摩