滑体失稳后运动过程解体与铲刮效应分析

摘要

地震地质灾害对人们生活的自然环境造成了不可挽回的破坏和损失。特别是5.12四川汶川地震，造成的损失不可估计。此后很多专家学者对滑坡运动的研究更加重视。然而滑坡运动中铲刮效应及滑体解体对滑坡堆积有不可忽略的影响，引起了大量学者的关注和研究。目前的研究中，对铲刮效应的研究取得了一定突破，然而对滑体解体原理及对铲刮效应的影响仍然还有很大的空间需要研究。本文通过室内物理模型实验研究了滑体运动铲刮效应相关的影响因素及滑体解体破碎的原理和影响因素。在研究因素的基础上，通过公式的推导和文献参考，对滑坡系统过程中的能量转化关系进行了阐述分析。最后以重庆武隆鸡尾山滑坡为依托，运用PFC软件对实际工程概况进行数值模拟，通过能量转化规律对滑坡过程的影响因素进行阐述分析，证明能量模型的可行性和正确性。主要研究工作如下：　　①通过室内物理模型实验，研究了滑体质量、滑体级配、滑源区角度、滑体速度、基底材料、基底厚度、滑动距离等因素对滑坡运动铲刮效应的影响，从而进一步对滑坡铲刮机制进行探讨。　　②通过室内物理模型实验，研究滑坡运动中滑体解体现象的原理以及滑体解体破碎程度、滑体纵横比、质心相对运动距离对解体过程的影响。除此之外，还研究了滑体解体后对基底材料发生的铲刮效应的影响因素。　　③通过对滑体铲刮效应的分析，得出铲刮效应中剪切应力做功、摩擦力做功等公式。通过对滑体解体运动的分析，得出解体过程中滑体速度、有效摩擦系数、摩擦力做功等计算公式。利用相关的计算公式，对铲刮效应和解体过程进行能量分析，进一步探讨滑坡运动中能量转化关系。　　④以重庆武隆鸡尾山滑坡为工程实例，运用PFC软件对滑坡进行数值模拟，对鸡尾山滑坡运动过程中能量转化进行定量分析。得出能量转化对滑坡相关因素的影响。将数值模拟和能量转化关系进行对比，说明能量转化模型的可行性和正确性。

目录

1绪论

1.2 国内外研究现状

1.2.1滑坡运动研究现状

1.2.2 滑坡运动铲刮效应研究现状

1.2.3 滑坡运动机理研究

1.2.4 存在不足

1.3.2 技术路线

1.4 主要创新点

2 高速碎屑流铲刮机制试验研究

2.2 实验方案

2.3 试验结果及数据分析

2.3.1 滑体因素对铲刮效应的影响

2.3.2 基底因素对铲刮效应的影响

2.4 本章小结

3 碎屑流运动过程解体试验研究

3.2 实验方案

3.3 试验结果及数据分析

3.3.1 破碎程度对滑体解体的影响

3.3.2 滑动高度对滑体解体的影响

3.3.3 滑体解体对铲刮效应的影响

3.3 本章小结

4 滑坡碎屑流运动能量转换机理研究

4.2铲刮效应能量转化研究

4.3 运动解体能量转化研究

4.4 本章小结

5鸡尾山高速远程滑坡运动过程数值分析

5.2.1 颗粒流的基本假定

5.3.2 滑动摩擦模型

5.4鸡尾山滑坡概况

5.5 鸡尾山滑坡运动过程数值模拟

5.5.2 模型参数选取

5.5.3 模型计算结果

5.5.4 滑坡运动过程铲刮效应分析

5.5.5 滑坡碰撞运动过程能量分析

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.2 展望

参考文献

附录

C. 学位论文数据集

致谢