堰塞坝水力驱动溃滑过程模拟方法研究

论文摘要

为评估堰塞坝安全,需要分析其受水力驱动溃滑导致的溃决变化过程。传统的分析方法或没有运用极限平衡法,或认为溃滑过程中其滑裂面倾斜角度不变,或没有考虑孔隙水压力。实际中,堰塞坝水力驱动溃滑过程是一个需要由极限平衡理论解决的问题。通过采用岩土工程中圆弧形式的边坡稳定分析方法,考虑孔隙水压力影响,运用总应力法和有效应力法模拟堰塞坝不断溃滑的过程(包含溃口横向的不断扩展过程及其垂直下切过程);开发DBS–IWHR的电子表格分析堰塞坝溃滑过程,该电子表格已被耦合到溃决洪水分析电子表格DB–IWHR,用于分析其受水动力驱动溃滑导致的溃决洪水变化过程。结果表明:1)DBS–IWHR提出确定堰塞坝水力驱动溃滑过程的模拟步骤:确定特定圆弧滑面的安全系数FS;在各种可能的滑裂面中,确定与最小安全系数Fm相关的临界滑裂面;确定与Fm=1相关的坡脚失稳的临界深度;连续溃滑过程的模拟。以上过程只需手动4步即可进行溃滑过程模拟,基于VBA编制的程序具有良好的交互性,利于读者和使用者进行矫正和二次开发。2)选取唐家山案例,分析了水动力驱动溃滑过程及溃决洪峰流量过程,其洪峰为6 500 m~3/s,溃口宽度为150 m;预测的溃决洪峰流量为7 610 m~3/s,溃口宽度为139.6 m。预测值与实测值的误差在允许范围内,验证了改进的水力驱动溃滑过程模拟方法的可靠性。

论文目录

• 1 堰塞坝溃滑过程
•   1.1 溃滑机理
•   1.2 已有的溃滑过程模拟方法探讨
• 2 改进的溃滑过程模拟方法
•   2.1 使用电子表格法模拟边坡稳定性分析
•   2.2 DBS–IWHR的编制
•     2.2.1 DBS–IWHR电子表格的结构和功能
•     2.2.2 自动搜索临界滑裂面
•     2.2.3 总应力法和有效应力法
•   2.3 DBS–IWHR和DB–IWHR的耦合
• 3 唐家山堰塞坝案例
•   3.1 基本概况
•   3.2 溃滑过程模拟方法验证
•   3.3 溃决洪水分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王琳,段庆伟,孙平,张强,刘立鹏,王乃欣

关键词: 堰塞坝,滑裂面,有效应力法与总应力法,溃滑过程

来源: 工程科学与技术 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 水利水电工程

单位: 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室,中国水利水电科学研究院岩土工程研究所,中水北方勘测设计研究有限责任公司

基金: 国家重点研发计划项目(2017YFC1501103),陕西省自然科学基础研究计划(2019JQ–577)

分类号: TV122.4

DOI: 10.15961/j.jsuese.201900271

页码: 37-46

总页数: 10

文件大小: 2647K

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