地质灾害涌浪研究综述

地质灾害涌浪的研究,一直是国内外工程地质、地质灾害与水力学研究的前沿热点问题。文章对这一交叉学科领域最近几十年来所取得的研究成果、研究现状及发展趋势进行了评述。从地质灾害涌浪实例入水,对地质灾害涌浪的分类、特征及影响因素进行了归纳总结。分别对地质灾害涌浪波的5种研究方法进行了研究现状分析和讨论,提出了今后地质灾害涌浪研究应解决的几个关键问题。本文对该领域的研究进行系统的归纳和总结,对今后类似的研究具较高的参考价值。     

基于波浪理论的水库地质灾害涌浪数值分析方法

有别于国内现行广泛应用Navie-Stokes方程进行地质灾害涌浪的数值模拟技术,本文采用波浪理论对地质灾害涌浪波进行了分析。地质灾害涌浪波是非周期性波,并且有强烈的非线性,介于中等水波至浅水波之间;可用浅水波模型和Boussinesq模型进行数学描述。本文采用有限差分法的Boussinesq模型,以三峡库区龚家方崩滑体涌浪为例,模拟了涌浪波的传播和爬高问题。该模型能够计算形成涌浪瞬时河面、河面最大波高图、最大流速矢量图、最大爬坡和预警分布图。模拟计算结果与调查结果吻合非常好。这说明基于波浪理论的地质灾害涌浪分析方法精度较高,为涌浪的预测研究提供了一种新的研究方法。     

一种新型地质灾害无线遥测台网

由于出现大量的高边坡和人工弃渣填沟造地，三峡库区的地质灾害在二期水位阶段将会变得比以往更为严重。文章首先对库区地质灾害防治方法进行简要的讨论。其次，介绍了作者新近开发的无线遥测台网系统。其主要由遥测子站、台网中心站及地区灾害监测中心3部分组成。台网中心站连续收集各遥测子站测量的数据，经处理后再通过GSM公共蜂窝网发送到区、县地质灾害监测中心。研究者便可据以进行数据分析，发出滑坡灾害的预警并提出有效的减灾决策。该无线遥测台网具有监测参数、实时数据传输、很高的工作效率与可靠性等特点。无需派遣管理人员到现场操作仪器，系统即可在全天候的条件下提供亚毫米级的精度，监测滑坡是否发生了超出正常范围的滑移和变形。研究工作的目的旨在发展一种仪器监测系统，以便能够早期监测到滑坡的趋势性变形、提供滑坡变形非线性加速的预警，以及给出三峡库区地质灾害治理工程质量定量评估的基础。文中论述了系统的结构，特点，以及所采用的关键技术。最后，给出了在三峡工程重庆市万州库区吴家湾滑坡现场试验观测的初步结果。     

金沙江干流水电工程区岸坡失稳危险性预测及防治对策

笔者通过调查研究和综合分析金沙江干流水电工程区岸坡地质背景和岩体力学环境条件，定性分析与定量评价相结合，采用与三峡工程库区岸坡失稳危险性评价相类比的方法，针对崩滑体失稳按总体积的1／8和1／11入江方量进行了计算和按美国土木工程学会涌浪图解计算法计算了入水点及在向家坝坝址、溪洛渡坝址和邻近城镇的涌浪高度，并围绕大坝施工安全、库区周边城镇安全，水库运营安全等方面对岸坡失稳的危险性进行了评价预测，提出了岸坡失稳的防治对策。评价结果表明，向家坝库区和溪洛渡库区土质岸坡坍塌及崩滑体入江和涌浪不会影响水库的正常运行及长期效益。     

四川什邡北部山区遥感调查次生地质灾害现状及防治建议

四川汶川发生8．0级强震后,在震中附近山区引发了大量的岩石崩滑、山体滑坡、堰塞湖等次生地质灾害,国土资源部中国地质调查局组织四川、湖北、湖南、陕西、安徽和中国地大的有关专家利用卫星遥感资料,迅速调查次生地质灾害情况,每天上报,供国务院等有关部门决策。本文选择重灾区之一的有代表性的什祁北部山区加以介绍,分析了特殊构造部位与次生地质灾害发生的关系,建立了次生地质灾害遥感解译标志,总结了该区次生地质灾害的主要类型,评价了该区的灾情现状,并提出了合理的防治建议,供同行们切磋。     

GPS定位技术在三峡库区崩滑地质灾害监测中的试验分析

采用GPS定位技术对三峡库区崩滑地质灾害监测进行试验性研究，是实现对地质灾害监测、预报和防治的现代化而采取的一项重要举措。其目的是分析、研究和论证利用GPS定位技术进行崩滑监测的可行性并制定技术规程；建立从链子崖至巴东段的地质灾害GPS监测试验（示范）。基于GPS技术在三峡库区崩滑地质灾害监测中的试验研究，分析了GPS监测的最佳时期、最佳时段长度、最佳截止高度的选取及适宜采用的软件和星历等问题，结果表明，利用GPS定位技术进行崩滑地质灾害监测能够满足其精度要求，该项技术是可行的。     

黄河上游崩滑体成因与稳定性综述

黄河上游龙羊峡至刘家峡段 ,山峻河窄 ,水流湍急 ,水量充沛稳定 ,是我国西北水力资源开发和利用的主要地段。已经修建和正在规划修建的梯级电站大多座落于黄河的高山峡谷之中 ,而这些区段往往是崩滑灾害的多发区。显然 ,崩滑体的稳定性与水电站的安全运行密切相关 ,一旦失稳将会造成难以弥补的损失。因此深入分析研究它们形成的原因 ,掌握规律 ,评价其稳定性 ,是工程技术人员普遍关注的重要工程地质问题之一。黄河上游广泛发育的崩滑体有其发生、发展和衰亡 ,由静到动 ,由动到静的过程。只有掌握它们形成的内在规律 ,才能防患于未然。影响坡…     

滑坡涌浪影响因素研究

滑坡涌浪问题是近水滑坡灾害链上的一个重要的研究内容,长期以来一直是滑坡界、水电工程领域研究的难点和热点。特别是一些灾难性的滑坡涌浪事故的发生,使人们越来越认识到涌浪作为近水岸滑坡灾害链上的一个重要派生灾害。本文运用耦合的欧拉与拉格朗日(CEL)算法采用多种正交数值试验的方法研究了滑坡体形状、滑坡体前缘形态、滑坡体体积、滑面摩擦角及水面宽度等对滑坡涌浪的影响。通过研究发现:对于同体积的滑体而言,楔形体的滑体形成的涌浪最大,且楔形体的前缘角度越大形成的涌浪高度越高,这种影响在近场范围内影响更为显著; 滑坡体的体积对涌浪高度影响较大,随着体积的增加浪高呈现明显的增加趋势; 在相同条件下,滑面的摩擦系数越大所形成的涌浪高度越小; 由于受到阻挡作用,随着水面宽度的减小,涌浪高度呈现增高的趋势,尤其是涌浪爬坡高度有明显的增加。     

基于FLUENT的二维滑坡涌浪数值模拟

本文从N-S方程出发,建立了二维滑坡涌浪控制方程,使用二维非定常分离隐式PISO算法求解方程。通过UDF(User-Defined Function)编程,采用动网格技术控制滑体的运动,结合RNGk-ε湍流模型并采用VOF方法跟踪非线性自由表面流场,基于流体计算软件FLUENT模拟滑体下滑所引起的水的速度、自由表面高度变化以及流动过程,并将数值计算结果与Monaghan和Kos的试验数据进行比较。算例表明:本模型能很好地模拟出滑体下滑过程中孤立波的产生和传播以及涡流的形成。在此基础上,本文还研究了滑体速度对水体自由表面变形的影响。     

隧道超前地质灾害预报综述

隧道超前地质灾害预报在隧道施工中是十分重要的环节。文章对隧道超前地质灾害预报内容、原则、形式、方法、流程方面的研究现状进行了论述。着重对隧道超前地质灾害预报的各种方法进行了分析对比。隧道超前地质灾害预报的方法各有优缺点和局限性,应该取长补短,综合分析,根据实际情况确定应该采取的方法及其组合。在隧道超前地质灾害预报工作中,必须处理好与施工单位的关系。     

三峡库区河道滑坡涌浪消减简单结构物型式优化研究

三峡库区水位变化加剧了河道内滑坡涌浪产生的频次。为了保证人民生命财产安全,对滑坡涌浪产生的能量进行了消减分析。通过物理模型试验对板式(T字型、十字型)、栅栏式(单列型、多列型)以及多孔式(整体型、分割型)消浪结构物进行消浪效率、消浪机制以及综合性应用对比分析,得到主要结论如下：栅栏式单列型在河道应急、涌浪消减方面效果最优,按照衰减性能与能量耗散共分为4种模式(入射波浪反射、竖向挡浪板对水体运动的阻挡、浮板与水体相互摩擦和回流)。在对比试验基础上对栅栏式消浪结构物单列型进行试验参数优化、分析推导出栅栏式消能结构物最优型设计公式,并得出了在L/h_w为0.65～0.75范围内时栅栏式消浪效率(β≥15%)和适用性最优。同时,在计算二维条件下最优消能效率值方法的基础上,进行三维条件消能结构物最优值的求解方法讨论并给出消能结构物在实际应用中的防治措施与建议。     

水库库岸滑坡引起的初始涌浪计算

为了解决水库库岸滑坡引起的初始涌浪高度问题,从滑坡涌浪的形成机制着手,把滑坡引起的涌浪分为体积涌浪和冲击涌浪两部分,并根据体积守恒原理、明槽中扰动波的传播速度及块体水下运动的位移公式求出了两者的计算式,体积守恒原理用于解决滑坡的入水体积与涌浪高度的关系,水流连续性原理用于解决传播的波速与波高的关系,黏滞力公式用于解决块体水下运动的位移与速度的关系。文章以新滩滑坡为例对初始涌浪高度进行了计算,得出了滑坡入水过程中初始涌浪高度先增后减以及它与滑坡速度的变化不一致的规律。     

基于CEL算法的滑坡涌浪研究

滑坡涌浪是一个涉及滑坡动力学、岩土力学及流体力学等多学科的问题,也是一个复杂的流-固耦合问题。特别是随着大规模水电工程建设的推进,库岸滑坡的涌浪问题成为评价库区滑坡灾害效应的一个重要因素。耦合的欧拉与拉格朗日算法(CEL)在解决复杂流体-固体之间的相互作用时有强大的优势。本文根据前人所做的室内模型试验成果为基础,采用CEL算法进行了模拟和分析,结果表明CEL算法分析结果与试验结果吻合较好,证明了其在滑坡涌浪问题分析的可行性和可靠性。     

某水电站库区滑坡滑速涌浪预测

由于西南水电建设发展,库区或坝址区滑坡在水库修建时和电站建成后产生的地质灾害问题日益严重,本文对拟建的某电站库区滑坡的涌浪问题进行了研究。结果表明,处于滑坡对岸的村落,在假定滑坡发生的情况下,也不会产生高的涌浪威胁居民的生命财产安全。本文对类似工程的问题有一定的参考性。     

滑坡崩塌涌浪计算方法研究

基于地质灾害涌浪计算公式和局部水头损失理论,建立了地质灾害涌浪公式计算体系。该算法充分考虑了不同滑坡崩塌造成的涌浪效应、不同区域涌浪衰减的差异性和自然河道的沿程水头损失与局部水头损失问题; 大量采用地形参数进行计算,客观性强。以龚家方崩滑体产生涌浪为例进行了计算,其计算结果与实际调查值相关性非常高。结果显示:龚家方崩滑体产生最大涌浪高度为33.45m,急剧衰减区内平均100m下降4m、平缓衰减区内平均100m下降0.11m和在峡谷区向宽谷区传播时有扩大衰减效应的规律。     

三峡水库区地质灾害防治工程环境效益评估

0三峡水库区地质灾害防治工程概况三峡水库区地质灾害防治工作自2002年1月正式启动,截止2003年6月底。财政部已划拨重庆市三峡水库区地质灾害防治专项资金27亿元。根据专家审查通过的技术方案和投资咨询机构的评估意见,重庆市已批复完成纳入《三峡库区地质灾害防治总体规划》近     

巴东作揖沱崩滑体基本特征及成因机制分析

:作揖沱崩滑体是三峡工程库区重点勘察研究的崩滑体之一 ,位于湖北省巴东县楠木园乡长江南岸 ,距三峡工程坝址 83km,作揖沱崩滑体东西宽为 5 40～ 72 0 m,南北长为 2 80～ 40 0 m,前缘高程为 2 0 m(水下 ) ,后缘高程为 2 80 m,体积为 413.32万m3。作揖沱崩滑体的组成物质为碎块石夹土 ,块石成分复杂 ,局部还保存有变位岩体。作揖沱崩滑体的形成经历了崩塌、滑移、加载和变形滑动等阶段 ,是一个典型的崩滑复合体。近代以来 ,作揖沱崩滑体曾发生多次变形复活 ,是一个不稳定的崩滑体     

映秀—北川断裂带沿线崩滑体分布规律浅析

“5.12”汶川大地震诱发的大规模次生地质灾害主要以崩滑体的形式表现。选取地震发生的映秀—北川断裂带沿线的崩滑体进行分析。根据地震影响的强弱、崩滑体分布的规模、大小及地形等因子,把映秀—北川断裂带沿线分为3个区域,分析崩滑体分布的微观规律。在震中,崩滑体的分布与地震释放能量大小正相关;在距震中稍远的地区,崩滑体的分布主要受岩石能干性及地形的控制。崩滑体的分布与地震影响强弱、岩性及地形相关的这一规律,对于防止类似次生地质灾害的发生、次生地质灾害的转化以及灾后重建等都有重要的参考价值。     

某水电站古崩滑体的成因机制及稳定性研究

该古崩滑体位于拟建水库坝址线上游27.7 km处,体积巨大,水库三个设计蓄水高程均在滑体剪出口之上,且该区属高烈度区,滑体一旦失稳,可能造成涌浪,甚至堵江和堰塞溃坝,影响严重。本文通过对古滑体地质背景、结构特征、变形破坏特征和形成条件分析,确定该滑体属崩滑性质。在漫长地质历史时期,受到较为频繁构造作用,斜坡岩体块裂化较明显,节理切割严重,产生了不利结构面的空间组合,一旦破坏面贯通,则导致斜坡沿着滑面崩滑下座,覆盖到冲洪积物堆积体之上。其稳定性通过定性、定量两方面评价,其中定量计算中,通过试验资料,结合参数反演确定计算参数,利用规范传递系数法和毕肖普法进行计算。评价结果表明,在天然、暴雨、蓄水及水位骤降工况下,滑体均处于稳定状态。而在考虑地震时,其稳定性迅速降低,滑体整体处于基本稳定状态。     

水库滑坡涌浪传播有限元数值模拟

库岸滑坡涌浪危害巨大,正确预测库区可能的滑坡涌浪非常重要,是工程可行性论证的重要内容之一。将浅水控制方程应用于滑坡涌浪数值模拟,控制方程采用简便且具有较高精度的两步Taylor-Galerkin方法进行求解。通过算例对数值模型的应用进行验证,结果表明,涌浪产生后将以入水点为源点迅速向四周推进并不断衰减,且随传播距离的增加浪高降幅逐渐减小。计算的涌浪高度及水位变化规律与实测资料吻合得很好,并将滑坡涌浪的沿程传播过程可视化。研究结果表明,文中方法模拟滑坡涌浪传播是有效可行的,可用于滑坡涌浪灾害的预测和防治。