滑坡滑带摩擦热离散元数值模拟研究

论文摘要

高速远程滑坡具有较强的灾害性,已逐渐成为国内外地质灾害领域研究的热点。大型滑坡滑动过程中滑带剧烈摩擦和生热,使得局部温度升高,改变岩土体的抗剪强度等性质、以及产生气垫效应等,可能促进高速远程滑坡运动。为了定量地研究滑坡滑带中热量的生成和温度场分布规律,本研究改进自主开发的MatDEM离散元软件,建立了约23万单元的二维边坡模型,对滑坡的启动、高速滑动和堆积全过程进行了数值模拟。结果表明:MatDEM较为准确地模拟了滑坡典型特征,同时展示了边坡模型的热量生成特征;模拟结果表明滑带附近形成明显的"核形"高热量带,100 m高的边坡滑带单元热量增加值最高达3×10~5J,理想条件下造成比热容为550 J/kg·℃的1 kg土体升高545.5℃左右;高热量带依附于滑带并随着滑体最厚处向前扩展;MatDEM单元连接状态图和热量场图直观地展现了滑体和滑床中的裂隙发育过程。本研究为滑坡数值模拟研究提供了一个新手段。

论文目录

• 0 引言
• 1 离散元的接触和能量
•   1.1 接触模型
•   1.2 能量计算
• 2 边坡模型建立
•   2.1 随机堆积模型
•   2.2 几何建模和赋材料值
• 3 滑坡数值模拟结果
•   3.1 数值模拟
•   3.2 滑坡的滑动特征
•   3.3 热量分布特征
• 4 讨论和结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 朱晨光,刘春,许强,胡伟,张晓宇

关键词: 离散元法,能量,热量,滑坡

来源: 工程地质学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,工业通用技术及设备

单位: 南京大学地球科学与工程学院,南京大学(苏州)高新技术研究院,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)

基金: 国家自然科学基金项目(41761134089),江苏省自然科学基金青年项目(BK20170393),青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金项目(QNLM2016ORP0110)资助~~

分类号: P642.22

DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2018-177

页码: 651-658

总页数: 8

文件大小: 481K

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