基于物质点法的远程滑坡碎屑流运动过程模拟及特征分析

作     者：吴凤元 秦鹏飞 李鑫超 赵子豪 WU Fengyuan;QIN Pengfei;LI Xinchao;ZHAO Zihao

作者机构：沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 

出 版 物：《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 (Journal of Shenyang Jianzhu University：Natural Science)

年 卷 期：2024年第40卷第1期

页      面：86-95页

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 081401[工学-岩土工程] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42202319,52008268) 中国博士后科学基金项目(2019M651211) 辽宁省教育厅基本科研项目(LJKMZ20220944) 沈阳建筑大学科研创新培育计划项目(CXPY2017016)。 

主　　题：滑坡碎屑流 运动过程 物质点法 数值模拟 

摘      要：目的 研究远程滑坡碎屑流运动过程以及运动过程中速度、滑动距离、动能变化,为滑坡碎屑流灾害的预防和治理提供参考。方法 基于物质点法,以塔合曼和乱石包两个远程滑坡碎屑流工程实例为背景,对两个滑坡碎屑流的运动过程进行数值模拟;并对塔合曼滑坡碎屑流运动过程中水平、垂直方向运动速度分布,内摩擦角对运动过程的影响,以及乱石包滑坡碎屑流铲刮效应对堆积形态、动能变化的影响进行分析。结果 两个滑坡碎屑流最终堆积形态模拟结果与实测结果吻合良好,验证了数值模拟结果的有效性;塔合曼滑坡碎屑流随着内摩擦角从18°增加到33°,动能峰值降低71.4%,最终势能增加54.4%,滑坡碎屑流的能量耗散减小47.8%;在乱石包滑坡碎屑流实例的模拟中,速度云图呈现了滑体速度场的层状分布特征。结论 内摩擦角对滑坡碎屑流的动力过程影响十分显著;乱石包滑坡碎屑流的滑体在高速滑移阶段存在强烈的内部剪切作用,并且铲刮效应对滑坡碎屑流的运动起到了一定的阻碍作用。