冰崩涌浪作用下的冰湖溃决过程试验研究

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作者 阮合春 陈华勇 +4 位作者 陈晓清 赵万玉 陈剑刚 李霄 俞昀晗 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第29期12391-12398,共8页

冰崩涌浪是导致冰湖溃决的一个主要的诱发因素之一。通过水槽模型试验,研究了在冰崩涌浪作用下,不同坝体颗粒级配、坝高、下游坝坡坡度对冰碛坝溃决过程的影响,揭示了涌浪对溃决过程的影响机制,并得到了冰碛坝溃决的临界条件。结果表明... 冰崩涌浪是导致冰湖溃决的一个主要的诱发因素之一。通过水槽模型试验,研究了在冰崩涌浪作用下,不同坝体颗粒级配、坝高、下游坝坡坡度对冰碛坝溃决过程的影响,揭示了涌浪对溃决过程的影响机制,并得到了冰碛坝溃决的临界条件。结果表明:冰碛坝存在漫顶溃决、坝坡失稳、管涌破坏3种溃决模式;根据冰崩涌浪对坝体的侵蚀效应,结合溃口的纵向演化过程,将冰碛坝的溃决过程划分为涌浪侵蚀阶段(阶段Ⅰ)、库区小扰动溢流侵蚀阶段(阶段Ⅱ);涌浪过坝后的强水动力条件增加了坝体的侵蚀率,当溃口贯通后,涌浪已基本消散,溃决过程转为正常的溢流溃决,并且涌浪向坝体提供了高频瞬时荷载,削减了坝体稳定性;从动力学的角度提出了冰碛坝临界溃决条件的判定方法;冰湖溃决洪峰流量与坝高和下游坝坡呈现正相关,与坝体中值粒径D_(50)呈现负相关关系。 展开更多

关键词 冰崩涌浪 冰湖溃决 冰碛坝 洪峰流量 溃决过程

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堰塞坝漫顶溃决过程与机理试验研究 被引量：11

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作者 邓明枫 陈宁生 +1 位作者 邓虎 胡桂胜 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期359-365,共7页

为了分析堰塞坝的溃决过程与机理,进行了堰塞坝漫顶溃决试验。结合堰塞坝的溃口扩展和溃决流量过程,将漫顶溃决过程分为最初的缓慢侵蚀阶段和之后的快速侵蚀阶段。在这个过程中,溃口在纵向上的扩展以陡坎侵蚀的方式推进,而横向上的扩展... 为了分析堰塞坝的溃决过程与机理,进行了堰塞坝漫顶溃决试验。结合堰塞坝的溃口扩展和溃决流量过程,将漫顶溃决过程分为最初的缓慢侵蚀阶段和之后的快速侵蚀阶段。在这个过程中,溃口在纵向上的扩展以陡坎侵蚀的方式推进,而横向上的扩展由土体坍滑失稳引起。坝体漫顶破坏属于冲刷破坏。通过分析陡坎后退过程、冲刷过程及其机理,认为冲刷过程包括土粒间剪切和孤粒搬运两个过程,土粒间剪切为搬运过程提供孤粒,而搬运过程为土粒间剪切提供作用空间。颗粒间剪切发生后,细颗粒随即被搬运,而粗颗粒多在溃口表层形成"拟混凝土"结构,阻碍陡坎下蚀。快速侵蚀阶段,随着流速、流量的增加,"拟混凝土"结构遭到破坏,溃口进一步发展。 展开更多

关键词 堰塞坝 溃决过程 溃决机理 陡坎

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坝体溃决过程与溃坝洪水演进耦合数值模拟 被引量：6

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作者 姜治兵 崔丹 程子兵 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第5期63-67,共5页

研究坝体的溃决过程与溃坝洪水演进对于处置由溃坝引起的洪水灾害、提升水利安全具有重要的意义。鉴于目前大多模型均将坝体溃决过程与溃坝洪水演进分别进行模拟,不能反映土体与水流相互耦合的特点,模拟结果精度有限。基于对土体有限抗... 研究坝体的溃决过程与溃坝洪水演进对于处置由溃坝引起的洪水灾害、提升水利安全具有重要的意义。鉴于目前大多模型均将坝体溃决过程与溃坝洪水演进分别进行模拟,不能反映土体与水流相互耦合的特点,模拟结果精度有限。基于对土体有限抗冲能力的考虑,选取双曲线型冲蚀速率表达式描述坝体冲蚀、采用简化Bishop法搜索临界滑裂面描述溃口边坡坍塌和具有总变差不增特性的MacCormack有限体积法离散控制方程,建立了坝体溃决过程与溃坝洪水演进耦合的平面二维数值模型。实际算例表明模型合理地模拟了溃口的发展过程与洪水演进过程,在溃口急缓流转换区展现了较强稳定性,守恒性良好,可作为溃坝洪水风险评估与洪灾预报的有力工具。 展开更多

关键词 坝体溃决过程 洪水演进 数值模拟 耦合 守恒性 有限体积

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堰塞坝漫顶溃决过程及其受组成结构的影响 被引量：5

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作者 邓明枫 陈宁生 +1 位作者 廖世春 胡桂胜 《人民长江》 北大核心 2012年第2期30-35,共6页

以四川茂县宗渠堰塞坝为原型,以几何相似比1∶100进行堰塞坝漫顶溃决模型试验。通过模型试验揭示了堰塞坝漫顶溃决的动力学过程,即下游坡面侵蚀、冲沟侵蚀、陡坎稳定侵蚀、陡坎加速侵蚀、陡坎减速侵蚀和常态化过程6个阶段。通过对比试验... 以四川茂县宗渠堰塞坝为原型,以几何相似比1∶100进行堰塞坝漫顶溃决模型试验。通过模型试验揭示了堰塞坝漫顶溃决的动力学过程,即下游坡面侵蚀、冲沟侵蚀、陡坎稳定侵蚀、陡坎加速侵蚀、陡坎减速侵蚀和常态化过程6个阶段。通过对比试验,揭示了坝体密度和级配特征对溃决速率以及溃口形式的影响机制,即坝体密度通过颗粒间剪切作用于溃决过程,密度更大的坝体溃决更慢,形成中轴线处窄浅的"矩形"溃口;坝体级配通过孤粒起动作用于溃决过程,级配更粗的坝体溃决更慢,形成中轴线处宽浅的"倒梯形"溃口。 展开更多

关键词 溃决过程 组成结构 密度 级配 堰塞坝

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考虑河床坡度和泄流槽横断面影响的堰塞坝溃决过程试验研究 被引量：1

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作者 石振明 张公鼎 +1 位作者 彭铭 马晨议 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期73-81,共9页

针对缺乏地形条件和工程处置措施对堰塞坝溃决过程影响研究的现状,采用4种河床坡度(0°、1°、2°、3°)和3种泄流槽横断面型式(三角形、梯形、复合型),开展了堰塞坝溃决的模型试验。通过分析堰塞坝的溃决流量、溃决历... 针对缺乏地形条件和工程处置措施对堰塞坝溃决过程影响研究的现状,采用4种河床坡度(0°、1°、2°、3°)和3种泄流槽横断面型式(三角形、梯形、复合型),开展了堰塞坝溃决的模型试验。通过分析堰塞坝的溃决流量、溃决历时、溃口发展和坝体纵截面演变过程,研究了不同河床坡度和泄流槽横断面对堰塞坝溃决过程的影响规律。试验结果表明:(1)堰塞坝溃决过程可分为3个阶段。阶段Ⅰ:溃口形成阶段,溃决流量较小;阶段Ⅱ:溃口发展阶段,水流下蚀及侧蚀强烈,溃决流量到达峰值;阶段Ⅲ:衰减-平衡阶段,粗化层形成,溃口停止发展。(2)河床坡度增加意味着下游坝坡、坝顶及泄流槽的坡度增加,导致水流侵蚀能力增强,溃口下切迅猛,因此在0°~3°范围内河床坡度越大,峰值流量越大,峰现时间越早,溃决流量过程曲线越趋于“高瘦型”,且残留坝高越小。(3)泄流槽横断面型式不同导致其槽深、槽宽和侧坡坡度不同,进而影响溃口发展和溃决流量。三角形槽的水土作用面积小,溃口下切及展宽速率最高,峰值流量最大,峰现时间最早;梯形槽的槽底高程最高,水土作用面积最大,溃口下切速率最低,峰现时间最晚;而复合槽介于前两者之间。试验成果将为堰塞坝应急抢险和工程措施的选取提供依据。 展开更多

关键词 堰塞坝 溃决过程 峰值流量 河床坡度 泄流槽横断面

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喜马拉雅中段冰湖终碛坝体溃决过程实验研究-以嘉龙错冰湖终碛坝为例

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作者 苏鹏程 刘威 +3 位作者 李昊 陈乔 刘阳 张议芳 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2021年第5期18-28,共11页

终碛坝广泛分布于世界各地的高山和极高山区。为了探究终碛坝的溃决过程,了解溃口的演变特征,文章以嘉龙错终碛坝的原位实验,模拟了终碛湖漫顶溃决过程。通过分析实验结果发现:(1)根据观察,将终碛坝溃决过程划分为坝体下游坡面冲刷、“... 终碛坝广泛分布于世界各地的高山和极高山区。为了探究终碛坝的溃决过程,了解溃口的演变特征,文章以嘉龙错终碛坝的原位实验,模拟了终碛湖漫顶溃决过程。通过分析实验结果发现:(1)根据观察,将终碛坝溃决过程划分为坝体下游坡面冲刷、“溯源侵蚀”、出水口下切和溃口拓宽四个阶段。(2)上游湖区崩塌体激发的涌浪会造成溃口内的瞬时流量增加数倍,从而使得在有涌浪和无涌浪的条件下,“溯源侵蚀”过程出现陡坎和斜坡两种下切型。(3)通过分析溃口下切侵蚀过程,发现溃口的下切侵蚀发展过程主要受到坝体孔隙比和细粒含量的影响,并且溃口中点侵蚀率与水流剪应力存在一定的线性关系,符合线性侵蚀模型。通过分析发现,嘉龙错终碛坝的侵蚀系数为0.051,临界启动应力为237.64 Pa。与堰塞坝相比,可侵蚀系数比更小,而临界启动应力更大。 展开更多

关键词 终碛坝 原位实验 溃决过程 下切特征 侵蚀特征

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堰塞坝溃决机理与溃决过程模拟技术研究综述 被引量：2

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作者 刘嘉欣 钟启明 +1 位作者 陈亮 单熠博 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期638-652,共15页

堰塞坝是自然作用的产物,在世界范围内广泛分布,具有坝体形态不规则、结构和材料组成复杂且高度非均匀等特点,在上游来流冲刷、渗流潜蚀等外荷载作用下极易发生溃决,对下游人民生命财产安全造成极大的威胁。为了对堰塞坝开展风险评估和... 堰塞坝是自然作用的产物,在世界范围内广泛分布,具有坝体形态不规则、结构和材料组成复杂且高度非均匀等特点,在上游来流冲刷、渗流潜蚀等外荷载作用下极易发生溃决,对下游人民生命财产安全造成极大的威胁。为了对堰塞坝开展风险评估和应急处置,学者们围绕堰塞坝溃决机理与溃决过程模拟技术开展了大量的研究工作。通过梳理国内外的研究进展,基于物理模型试验总结了堰塞坝溃决过程的不同阶段,分析了坝体形态、颗粒组成、上游来流量、涌浪等因素对溃决过程的影响;从参数模型、基于溃决机理的简化和精细化数学模型等3个方面综述了堰塞坝溃决过程数值模拟技术的研究进展,并介绍了国际上常用的溃坝模拟商业软件;探讨了目前在试验设计、数据收集和软件开发方面存在的问题,建议了未来研究的方向和重点。总体来说,对于堰塞坝溃决机理与溃决过程的模拟还处于起步阶段,目前的物理模型试验和数值分析技术均存在较多简化或假设,未来应充分考虑堰塞坝材料的宽级配和随机特性,以及坝体结构的分层特征。 展开更多

关键词 堰塞坝 溃决机理 溃决过程 物理模型 数值模拟

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堰塞坝背水面坡度对溃决过程影响机理大尺度试验 被引量：2

8

作者 黄卫 齐子杰 +3 位作者 段文刚 汪利先 李利 於思瀚 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期14-24,共11页

堰塞坝溃决物理概化试验是当前研究堰塞坝溃决机理较为可行的方法,但在现有堰塞坝溃决试验中,由于试验坝体尺寸较小,试验上游库容不足,导致试验的溃决过程与实际堰塞坝溃决存在较大差异。为尽量克服库容不足带来的影响,采用最大库容为38... 堰塞坝溃决物理概化试验是当前研究堰塞坝溃决机理较为可行的方法,但在现有堰塞坝溃决试验中,由于试验坝体尺寸较小,试验上游库容不足,导致试验的溃决过程与实际堰塞坝溃决存在较大差异。为尽量克服库容不足带来的影响,采用最大库容为380 m^(3)的大尺度堰塞坝溃决试验系统,以无黏性、宽级配砂砾料堰塞坝为对象,开展多组室内大尺度溃决试验,揭示堰塞坝溃决机理,并通过设置不同背水面坝坡研究坡度对溃决过程的影响。通过试验发现:堰塞坝溃决过程可以分为沿程冲刷、溯源冲刷、快速发展和溃口稳定4个阶段;在溃决过程中发现,陡坎侵蚀和溃口两侧土体失稳坍塌是溃口快速发展的主要机理;不同背水面坡度下的沿程冲刷阶段的冲蚀特征基本相似,而溯源冲刷阶段及快速发展阶段溃决过程差异显著,较大的背水面坡度使溯源冲刷阶段跌坎水流更容易得到发展,进而影响溃口处的垂向冲深及侧向发展,导致快速发展阶段更易形成垂向落差较大的陡坎洪水冲蚀;从溃决历时来看,坡度的增加使溃口发展更快,峰值流量出现时间更早,进而导致溃决历时缩短,坝顶溃口宽度及峰值流量也随着坡度的增加而增加。试验较好地重现了天然堰塞坝下游河道两岸的淤积现象。此外,根据堰塞坝溃决过程中的水流特点、泥沙运动及溃决完成后下游河道的地貌,本文初步分析了淤积区的形成机理。 展开更多

关键词 堰塞坝 室内大尺度试验 溃决过程 背水面坡度 淤积机理

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堰塞坝溃决过程中孔隙水压力变化规律 被引量：1

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作者 李霄 陈华勇 +1 位作者 阮合春 俞昀晗 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第34期15304-15311,共8页

为研究堰塞坝坝体内部孔隙水压力对坝体的溃决发展过程的影响,通过水槽模型试验,在分析堰塞坝溃决过程的基础上,研究了堰塞坝溃决过程中孔隙水压力的变化过程。研究成果表明:根据溃口演化特征,可将堰塞坝的溃决过程分为3个阶段:坡面侵... 为研究堰塞坝坝体内部孔隙水压力对坝体的溃决发展过程的影响,通过水槽模型试验,在分析堰塞坝溃决过程的基础上,研究了堰塞坝溃决过程中孔隙水压力的变化过程。研究成果表明:根据溃口演化特征,可将堰塞坝的溃决过程分为3个阶段:坡面侵蚀阶段(Ⅰ)、溯源陡坎侵蚀阶段(Ⅱ)、粗化再平衡阶段(Ⅲ),其中,阶段Ⅱ发展最为剧烈;堰塞坝溃决过程中各测点孔隙水压力的变化过程均呈现先增后减的变化趋势,并存在明显的滞后现象;左右两侧的孔隙水压力呈“左小右大”的变化趋势,二者差值随溃口发展速率的加快而增加;上游孔隙水压力较下游明显增大,敏感程度也更高;蓄水期孔压可采用饱和非稳定二维渗流微分方程进行求解,整体变化趋势与实际值相符合,孔压增长速率呈先缓后陡趋势,最大孔压差绝对值为0.09 kPa。 展开更多

关键词 堰塞坝 溃决过程 孔隙水压力 变化规律

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基于溃决机理的堰塞湖溃决快速风险评估方法研究

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作者 王琳 苑鹏飞 +3 位作者 钟启明 胡亮 单熠博 薛一峰 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期51-62,共12页

堰塞湖发生后极易形成溃决灾害链,亟需构建基于有限数据包的溃决快速定量风险评估方法。通过快速获取堰塞湖影响区域的三维地理信息,构建溃决-致灾的快速定量评估模型。基于堰塞湖坝体颗粒级配组成,实现精细化、简单化的稳定性快速评价... 堰塞湖发生后极易形成溃决灾害链,亟需构建基于有限数据包的溃决快速定量风险评估方法。通过快速获取堰塞湖影响区域的三维地理信息,构建溃决-致灾的快速定量评估模型。基于堰塞湖坝体颗粒级配组成,实现精细化、简单化的稳定性快速评价;基于冲蚀特性和崩塌过程溃决机理,实现溃口流量变化过程分析与洪水演进过程模拟(1 h内);基于极限学习机网络模型建立风险人口与生命损失的函数,实现了生命损失评估预警,明晰了溃决-致灾的灾害链效应。将其应用于唐家山堰塞湖实例发现:研究方法能够较好地预警溃决灾害链;开挖引流槽可降低堰塞湖的溃口峰值流量、最大流速、溃口宽度和溃决库容,但无法防止溃决发生;若不开挖引流槽,溃决库容将达到3.14×10^(8) m^(3),溃口峰值流量达到9343.35 m^(3)/s,溃口顶宽增大到151.6 m,开挖引流槽可使溃口峰值流量减少12.6%,溃决库容减少36.5%,降低了堰塞湖的溃决风险;当提前预警时间超过2 h后,及时疏散下游淹没范围内的居民可使生命损失率降低为0。研究方法可实现堰塞湖应急处置时的快速定量风险评估,并为其应急处置决策提供技术支撑。 展开更多

关键词 堰塞湖 稳定性 溃决过程 生命损失 风险评估 唐家山

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极端强降雨条件下小水库溃决失事过程及应对措施浅析 被引量：8

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作者 张大伟 《中国防汛抗旱》 2017年第5期93-95,共3页

我国小水库众多,在局部极端强降雨的影响下,溃决风险很大。小型土石坝水库漫顶溃决有两个明显的阶段,第一阶段为下游陡坎发展阶段,该阶段历时相对较长,第二阶段为陡坎坍塌后的溃决阶段,历时较短。针对土石坝溃决的特点,简要分析了极端... 我国小水库众多,在局部极端强降雨的影响下,溃决风险很大。小型土石坝水库漫顶溃决有两个明显的阶段,第一阶段为下游陡坎发展阶段,该阶段历时相对较长,第二阶段为陡坎坍塌后的溃决阶段,历时较短。针对土石坝溃决的特点,简要分析了极端强降雨条件下小水库溃决失事的应对措施,希望对该类事件有一定的参考意义。 展开更多

关键词 小水库 溃决过程 应对措施

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不同底床坡度下的堰塞坝溃决过程研究 被引量：12

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作者 蒋先刚 吴雷 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期3008-3014,共7页

针对缺乏底床坡度对堰塞坝溃决过程影响的现状,采用7种底床坡度(1°,2°,3°,7°,9°,11°,13°)进行堰塞坝溃决试验,结果表明:不同底床坡度条件下的堰塞坝溃决过程分为3个阶段,其中第I阶段溃口发展缓慢,... 针对缺乏底床坡度对堰塞坝溃决过程影响的现状,采用7种底床坡度(1°,2°,3°,7°,9°,11°,13°)进行堰塞坝溃决试验,结果表明:不同底床坡度条件下的堰塞坝溃决过程分为3个阶段,其中第I阶段溃口发展缓慢,在背水坡形成明显的水流坡折点,第II阶段溯源侵蚀强烈,溃口快速下切和展宽,溃口类似于梯形,第III阶段水沙运动减弱并趋于平衡。峰值流量与底床坡度呈非单调关系,其随底床坡度的增大先增大后减小。当底床坡度较小时,溯源侵蚀是溃口下切的主要动力;随底床坡度逐渐增大,牵引侵蚀对溃口纵向和横向发展的作用增大。溃口宽度与深度之比随底床坡度的增大先增大后减小,且以3°为分界值。溃决后的溃口宽深比随底床坡度的增大呈先趋于1,后渐小于1的规律。 展开更多

关键词 水利工程 溃决过程 底床坡度 堰塞坝

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干密度及细颗粒含量对滑坡坝溃决影响的试验研究 被引量：1

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作者 杨犇 缪海波 +1 位作者 杨震 沈艺璇 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第1期46-53,共8页

为研究坝体物质组成对滑坡堰塞坝溃决过程的影响,针对不同干密度、细颗粒含量,配制8组不同的坝体材料,开展人工堰塞坝的水槽模型试验,分析模型试验中不同坝体材料的浸润线发展过程、纵向侵蚀过程及溃决破坏特征。结果表明:堰塞坝浸润线... 为研究坝体物质组成对滑坡堰塞坝溃决过程的影响,针对不同干密度、细颗粒含量,配制8组不同的坝体材料,开展人工堰塞坝的水槽模型试验,分析模型试验中不同坝体材料的浸润线发展过程、纵向侵蚀过程及溃决破坏特征。结果表明:堰塞坝浸润线发展速率随着干密度减小而增大,随着细颗粒含量减小而增大。干密度较小的坝体其溃决历时明显小于干密度较大的坝体,并且干密度较小的坝体其侵蚀速度明显大于干密度较大的坝体;细颗粒含量较大的坝体侵蚀速度慢,溃决达到稳定时的时间更长。随着干密度减小,堰塞坝抗侵蚀能力减弱,易形成冲沟,冲沟两侧壁越早形成悬空面,溃口处易失稳坍塌,溃决持续时间越短;细颗粒含量越大,砂土堰塞坝面抗侵蚀能力越弱,越易形成冲沟,溃口处易多次失稳坍塌,溃决持续时间越长。研究成果不仅深化对堰塞坝灾害的认识,还为进一步揭示外界诱发因素与堰塞坝的内在响应机制提供依据。 展开更多

关键词 滑坡堰塞坝 溃决过程 干密度 细颗粒含量 浸润线 水槽模型试验

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无粘性均质土石坝漫顶溃决试验研究 被引量：21

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作者 张大伟 黄金池 何晓燕 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期222-228,共7页

针对当前土石坝溃决机理试验研究中泥沙粒径取值偏小、各砂样粒径相差不大的现状,采用粒径对比明显的两组砂样进行了土石坝漫顶溃决试验。试验表明,在给定的较强的初始冲刷条件下,粗细两种颗粒坝体的溃决过程基本一致,均是以水流的下切... 针对当前土石坝溃决机理试验研究中泥沙粒径取值偏小、各砂样粒径相差不大的现状,采用粒径对比明显的两组砂样进行了土石坝漫顶溃决试验。试验表明,在给定的较强的初始冲刷条件下,粗细两种颗粒坝体的溃决过程基本一致,均是以水流的下切侵蚀为主,在坝顶下缘位置有溯源冲刷现象出现。整个溃决过程可明显分为3个阶段,第1阶段为坝顶下缘处陡坎形成阶段;第2阶段为陡坎坍塌,冲刷加剧阶段;第3阶段为出现逆行沙垄的冲刷终止阶段。试验还发现,下游坝坡对溃决过程的影响比较显著,坝坡越陡,坝顶侵蚀速率越快,洪峰值越大。另外,由于粗颗粒抗冲刷性强,同等条件下粗颗粒坝体溃决洪水过程偏矮胖,洪峰值偏小,但是值得注意的是,相比于较大的颗粒粒径差距而言,其洪峰值的差异并不是太大。 展开更多

关键词 土石坝 水槽试验 漫顶 溃决过程

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堰塞坝溃决特征和机理的试验研究 被引量：4

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作者 张健楠 余斌 张惠惠 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第10期48-51,共4页

汶川震区泥石流沟道内存在大量地震诱发堰塞坝,溃决后极易形成泥石流,为研究其溃决特征和机理,通过松散堆积堰塞体的临界溃决试验,研究了在不同颗粒级配条件下,堰塞体溃决的临界溃决流量以及堰塞体溃决后的流量,得出:1堰塞体的临界溃决... 汶川震区泥石流沟道内存在大量地震诱发堰塞坝,溃决后极易形成泥石流,为研究其溃决特征和机理,通过松散堆积堰塞体的临界溃决试验,研究了在不同颗粒级配条件下,堰塞体溃决的临界溃决流量以及堰塞体溃决后的流量,得出:1堰塞体的临界溃决流量随颗粒中值粒径的增大而增大,在相同颗粒中值粒径条件下,临界溃决流量随颗粒的不均匀系数Cu的增大而减小,Cu>50则临界溃决流量趋于固定值;2在上游来水流量较小时,增大来水流量后,下泄洪峰流量略有增加,堰塞体溃决产生的流量占洪峰流量比重较大,而来水流量较小,对溃决后洪峰流量的贡献也较小。 展开更多

关键词 堰塞体 水槽试验 溃决过程 颗粒级配 不均匀系数

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堰塞坝溃决模拟研究综述与展望 被引量：2

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作者 段文刚 黄卫 +1 位作者 魏红艳 戴盼伟 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2021年第1期51-58,共8页

堰塞坝几何形态、粒径级配和库容决定了其溃决机理的复杂性,而溃决过程的精细模拟和峰值流量的准确预测是应急处置的基础和关键。堰塞坝溃决过程与模拟技术是面向国家防灾减灾重大需求的前沿热点问题。在系统梳理国内外试验和数值模拟... 堰塞坝几何形态、粒径级配和库容决定了其溃决机理的复杂性,而溃决过程的精细模拟和峰值流量的准确预测是应急处置的基础和关键。堰塞坝溃决过程与模拟技术是面向国家防灾减灾重大需求的前沿热点问题。在系统梳理国内外试验和数值模拟研究进展的基础上,指出以往试验研究坝体尺度小,足够大的库容基本未模拟,难以显示最终溃口形态;数学模型假设过多,物理机制不健全,均有待发展完善。提出了下阶段大尺度模型试验研究的方案与思路,重点阐明堰塞坝破坏机制与溃口演变完整规律,揭示溃口发展物理全过程。同时,建议开发能够模拟全场和溃决全过程的平面二维水沙耦合数学模型,摈弃长期以来对溃口流量、溃口形状、边坡坡度、残留坝体高程、溃决时间等的事先假设,而将其视为水沙床耦合数学模型数值解的一部分,以期提升堰塞坝溃决模拟水平和预测精度。 展开更多

关键词 堰塞坝 溃决过程 模拟技术 大尺度试验 水沙耦合数学模型

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堰塞坝漫顶破坏溃口演变机制试验研究 被引量：12

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作者 徐富刚 杨兴国 周家文 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第6期79-83,共5页

以枷担湾堰塞坝为原型,考虑坝料粒径、坝体高度、坝体下游坡度等影响因素,设置了4种试验工况,制备了相应的试验用坝,并在上游来流量相同的条件下(0.15 L/s),观察不同工况下各坝体的破坏过程,进而分析堰塞坝溃口演变机制。结果表明:堰塞... 以枷担湾堰塞坝为原型,考虑坝料粒径、坝体高度、坝体下游坡度等影响因素,设置了4种试验工况,制备了相应的试验用坝,并在上游来流量相同的条件下(0.15 L/s),观察不同工况下各坝体的破坏过程,进而分析堰塞坝溃口演变机制。结果表明:堰塞坝的溃决主要可以分为持续时间较长、溃决过程较缓和的溃口贯穿阶段,及持续时间较短、溃决过程较剧烈的溃口拓展阶段两大阶段;溃口演变在纵向上主要体现在陡坎侵蚀和溯源推进,横向上体现在水流淘脚、边坡坍塌;堰塞坝颗粒粒径决定了坝体的抗冲刷能力,颗粒越大,坝体抗冲刷能力越强;坝高反映了水流的冲击能力,坝体越高,坝体溃决时能量越大,危害性也越大;坝体下游坡度反映了坝体的稳定程度,坡度越缓,坝体稳定性越好。 展开更多

关键词 水利工程 堰塞坝 溃决过程 演变机制 物理模型试验 影响因素

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崩滑堰塞湖的形成-孕灾-致灾机理与模拟方法 被引量：3

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作者 钟启明 钱亚俊 单熠博 《人民长江》 北大核心 2021年第2期90-98,共9页

崩滑堰塞湖是山区一种常见的地质灾害,溃决后可能造成下游人民生命财产的巨大损失。围绕崩滑堰塞湖的形成-孕灾-致灾过程,对其灾害链的形成机理和模拟方法进行了分析研究。以崩滑堰塞湖的形成过程和堰塞体的颗粒分布特征为切入点,建立... 崩滑堰塞湖是山区一种常见的地质灾害,溃决后可能造成下游人民生命财产的巨大损失。围绕崩滑堰塞湖的形成-孕灾-致灾过程,对其灾害链的形成机理和模拟方法进行了分析研究。以崩滑堰塞湖的形成过程和堰塞体的颗粒分布特征为切入点,建立了堰塞体稳定性快速评价方法,总结了堰塞体的冲蚀特性和溃决过程,提出了崩滑堰塞湖溃决过程数值模拟方法。该灾害链模拟方法基于崩滑堰塞湖的形成和溃决机理,综合考虑了堰塞体的形态特征、颗粒组成、材料冲蚀特性和堰塞湖的水动力条件,可对堰塞体的稳定性、堰塞湖的溃决洪水流量过程和溃口演化规律进行分析计算,是一种科学高效的模拟方法。选择21世纪我国3个典型的崩滑堰塞湖案例验证了灾害链模拟方法的合理性,可为风险评估提供参考。 展开更多

关键词 崩滑堰塞湖 堰塞体 颗粒组成 溃决机理 溃决过程 数值模拟 稳定性快速评价

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堰塞湖风险评估研究综述 被引量：4

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作者 杜镇瀚 钟启明 +1 位作者 董海洲 单熠博 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期13-25,共13页

从堰塞湖的灾害链演化过程出发,基于堰塞湖风险评估概念,围绕堰塞湖危险性评价、溃决过程与洪水演进模拟和溃决损失评估等3个方面,从定性和定量的角度综述了堰塞体稳定性评价方法,对溃坝参数模型、简化数学模型、精细化数学模型以及洪... 从堰塞湖的灾害链演化过程出发,基于堰塞湖风险评估概念,围绕堰塞湖危险性评价、溃决过程与洪水演进模拟和溃决损失评估等3个方面,从定性和定量的角度综述了堰塞体稳定性评价方法,对溃坝参数模型、简化数学模型、精细化数学模型以及洪水演进模型进行了对比分析,从生命损失和经济损失两个角度总结了损失计算方法,最后针对堰塞湖风险评估未来在危险性评价中的不确定性问题、溃决洪水模拟的准确性问题、溃决损失评估的定量化方法、风险定量评估体系和风险动态评估体系五个方面进行展望。 展开更多

关键词 堰塞湖 风险评估 危险性 溃决过程 洪水演进 生命损失 经济损失

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堰塞体溃决流量与溃口形态演化数值模拟

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作者 梅胜尧 钟启明 +1 位作者 陈生水 单熠博 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1634-1648,共15页

堰塞体是山区常见的地质灾害,一旦发生溃决,将对下游人民的生命财产安全构成严重威胁.在应急响应时需要对堰塞体溃口流量过程和溃口形态演化进行快速准确的预测,但目前的溃坝数学模型大多未充分考虑堰塞体的地貌学特征,无法合理反映复... 堰塞体是山区常见的地质灾害,一旦发生溃决,将对下游人民的生命财产安全构成严重威胁.在应急响应时需要对堰塞体溃口流量过程和溃口形态演化进行快速准确的预测,但目前的溃坝数学模型大多未充分考虑堰塞体的地貌学特征,无法合理反映复杂地形下堰塞体的溃决过程.采用雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流重正化群k-ε模型相结合的数值方法,对复杂地形下的溃决水流进行模拟,并利用可考虑推移质和悬移质输移的冲蚀公式模拟溃口冲蚀过程,选择拥有详细勘测资料和水文数据的“11•03”白格堰塞体溃决案例进行反演分析.对比计算和实测的溃口流量过程线、溃决过程水动力学特征及最终溃口断面形态发现,模拟结果可较好地反映堰塞体的实际溃决过程,验证了模型的合理性. 展开更多

关键词 堰塞体 溃决过程 数值模拟 溃口流量 溃口形态

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