库区滑坡涌浪仿真数值模拟及结果分析-论文.pdf

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1、第40卷第29期山西建筑Vo1．40No．29·86·2014年10月SHANXIARCHITECTURE0ct．20l4文章编号：1009—6825(2014)29—0086—03库区滑坡涌浪仿真数值模拟及结果分析巴刚(福建华东岩土工程有限公司，福建福州350003)摘要：引入仿真计算模型，并结合传统潘家铮法，再现了涌浪的传导过程和传导规律，定量分析了涌浪的高度随时间的变化过程，结合工程实例，分析了西部某滑坡对下游大坝的影响，计算结果较为满意，为解决分析此类工程地质问题提供了新方法。关键词：工程地质，滑坡，涌浪计算，安全评价中图分类号：P641文献标识码：A库区滑坡体产生的涌浪高度除受自

2、身滑速、失稳体积的影响坡度约35。，由大小岩块夹亚粘土构成，为滑坡前缘堆积和后期崩外，还要受水深、水宽、滑坡地形地貌特征及滑坡塌滑方式等因素塌堆积的混合体。水库运转期可能产生的边坡再造亦应为小规的影响，一般来讲普通计算方法难以做出准确的计算。模的坍塌活动。该滑坡体是一基岩顺层大型滑坡，滑坡体位于左滑体激起涌浪波高的计算，至今尚未能完全解决，目前涌浪岸，距大坝约2．7km。滑坡后缘受区域性断层切割，断层沿近坝计算的方法主要有美国土木工程学会法、水科院经验公式法、潘库岸左岸展布，对岸坡的稳定、滑坡的发育都起着直接的控制作家铮法(Noda法)[4,5J。美国土木工程学会建议的推算法经历了用。其产

3、状在滑坡体后缘附近露头为NE88。／SE<53。(点产状)。过多理想化的假设，且应用范围较小，需要进行二次矫正；水科院断层构造带呈紧密状。滑坡体方量约为440万in。，从简易公路下经验公式法考虑的计算条件较为简化，且并未将水深较大的情况面看，公路路基(滑坡体路段)有约20cm的下沉。整个滑坡体台计算进去，误差范围较大，而潘家铮法需要首先估算滑坡滑速，继面外缘部分坍塌下来，位于外缘的原剥落部分的中问部分已经坍而考虑岸坡对波浪反射影响的计算方法。全部涌浪过程可视为塌，下游部分继续向河床滑移且裂缝不断扩展。由于受滑坡体影一系列原点所产生的小波的迭加，而每个小波成分不是孤立波，响，距离后缘约40m

4、左右的高压输电线铁塔也产生微量的顺坡以涌浪形式并以固定波速在水面传播’。向倾斜。为了克服以上计算方法的缺点，提高计算精度，并使得波浪2滑坡涌浪模拟结果及分析传递过程更为直观，本文采用仿真计算方法，首次结合潘家铮法2．1模型的建立与有限差分法，采用水流连续性方程和Navier—Stokes方程模拟计假设压强为静水压强分布，忽略垂向运动，从连续性方程和算滑坡体入库涌浪高度，再现涌浪过程，客观评价西部某水电站Navier—Stokes方程可导出下列深度平均方程组：滑坡涌浪对坝址区的安全影响程度。。旦丑+—O(H—U)+(丝：一一ODf1)批ay1工程概况1．1工程地质条件d￡+a+a+sua=一

5、F(、2)某水库流域面积约35700km，正常蓄水位300m以下库容d￡+a+a+g=一(s)25．8亿in，为河道型水库。水库库岸出露的地层主要有：寒武一vua、奥陶系洞河群，以硅质板岩、灰岩、千枚岩为主；志留系下统(下部其中，D为相对于初始水面的水深；Fx，分别为作用在单位为大贵坪组，上部为梅子垭组)，以含黄铁矿矾炭质板岩和石英绢质量液体上的全部摩阻力沿轴向和Y轴向的分量；g为重力加速云母片岩、千枚岩为主。水库区以凤凰山一伏牛山复背斜(兴隆度；f为时间；H为相对于瞬时水面的总水深，H=+D；U，V分别为寺)一火石岩次级背斜西南翼、焕古滩一流水店复向斜、紫阳～佐沿轴向和Y轴向的水的速度；

6、田为相对于初始水面的水面高程。龙复背斜北东翼为本区地质构造的主旋律。本区区域性构造形其中方程(2)中摩阻力的轴向分量如下式所述：迹基本上呈北西、近东西向展布，地形地貌、地层岩性、不良地质$bx地(4)：=现象等均受到地质构造的影响或控制。由于水库岸坡工程地质条件较差，尤其是纵向河谷的顺坡段，岸坡稳定性极差，滑坡十分摩阻力的Y轴向分量表示为：发育，最为突出的有两段：一是近坝址库岸；二是水库中段一带，：：盘(5)其中在库区众多的滑坡中，本文重点关注的是位于左岸近坝址库puH区的某滑坡体。单位质量水体所受的全部水平摩阻力为：1．2滑坡体概况F，=ccoos一一2～HA(C—o,Ap+C~vAv)

7、eosot(【6o)该滑坡体规模较大，系由两部分构成，上部为一高出河床s140～160的倾斜平台，前缘陡峻，形成突出山包。下部为松散的其中，为瞬时滑动方向与水平面的夹角；c和c，j分别为滑坡堆积物。该滑坡体由产状平缓的寒武一奥陶系硅质板岩、硅形状阻力系数和摩擦阻力系数；A，』4和A均为近似截面面积。质灰岩构成。调查发现连续降雨后，台面有开裂“炸缝”现象，属假设远场速度为0，且认为相对速度即为滑体速度。悬挂牵引式基岩滑坡，