土石壩潰決機(jī)理及數(shù)值模擬.pdf

1、本文基于國內(nèi)外潰決土石壩的調(diào)查分析、室內(nèi)以及現(xiàn)場潰壩試驗(yàn)研究資料，針對土石壩潰決機(jī)理、潰口發(fā)展與潰口流量過程進(jìn)行了較為深入的研究，取得了以下創(chuàng)新成果： （1）通過對國內(nèi)外多座潰決土石壩案例的調(diào)查分析，總結(jié)得出了土石壩潰決的主要破壞模式、潰決原因、潰決位置以及潰口發(fā)展的一般規(guī)律。 （2）提出了一個描述土石壩漫頂潰決破壞潰口發(fā)展與潰口洪水流量過程的數(shù)值模型。該模型采用高速水流泥沙輸移公式來計(jì)算潰壩水流對潰口縱橫向的連續(xù)沖蝕；

2、采用潰口邊坡穩(wěn)定性分析來模擬邊坡失穩(wěn)坍塌所引起的間歇性橫向擴(kuò)展；通過楔塊體力的平衡計(jì)算來模擬壩體突發(fā)性崩塌所引起的潰口增大現(xiàn)象；通過下游壩體沖槽和壩頂潰口流量平衡來建立兩者發(fā)展過程的相互聯(lián)系。與國內(nèi)外已有的數(shù)值模型相比，可更為全面合理反映土石壩漫頂破壞機(jī)理及潰口發(fā)展與潰口洪水流量過程。 （3）分別提出了因壩基和壩體管涌所導(dǎo)致的土石壩潰決破壞的潰口發(fā)展與潰口洪水流量過程的數(shù)值模型。該模型通過對可動顆粒受力情況的分析，推導(dǎo)出可動顆粒

3、的臨界水力梯度和管涌發(fā)展過程中土體孔隙率的變化；采用水流運(yùn)動能量方程推導(dǎo)出管涌發(fā)展過程中管涌通道流量和流速的發(fā)展變化過程，給出了管涌通道流量的計(jì)算方法，利用孔流轉(zhuǎn)化為堰流的控制條件，并考慮了潰口的崩塌情況，確定管涌過程中的流量過程線。與國內(nèi)外已有的數(shù)值模型相比，該模型能合理反映管涌破壞時管涌通道中流量、流速與土體孔隙率的變化關(guān)系，可同時考慮筑壩材料的顆粒級配和密實(shí)度對管涌破壞土石壩潰口發(fā)展規(guī)律影響，從而使得潰口洪水流量過程數(shù)值模擬結(jié)果更