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蓄水条件下抚顺西露天矿边坡变形失稳与涌浪强烈程度分析

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地球学报 2024年

作者：吴季寰李旭光张艳飞马天宇石绍山臧延庆邹君辽宁工程技术大学矿业学院中国地质调查局沈阳地质调查中心沈阳地铁集团有限公司运营分公司

潜在矿山地质灾害隐患的准确识别是做好矿区地质环境综合治理的先导。本文在抚顺西露天矿停采后或将面临蓄水成湖修复的背景条件下,采用数值模拟手段,结合地质调查和岩土试验结果分析了蓄水条件下矿区潜在边坡地质灾害的发生部位、变形... 详细信息

潜在矿山地质灾害隐患的准确识别是做好矿区地质环境综合治理的先导。本文在抚顺西露天矿停采后或将面临蓄水成湖修复的背景条件下,采用数值模拟手段,结合地质调查和岩土试验结果分析了蓄水条件下矿区潜在边坡地质灾害的发生部位、变形破坏特征和次生涌浪强烈程度,并通过比较不同填土高度下隐患边坡的稳定性,提出了填-蓄工程优化建议。研究表明,在–150m回填高程和–50m蓄水位工况下,泥页岩软化及顶部断层活化诱发矿坑北帮边坡整体滑移沉陷变形,中下段约133.42×104m3的岩土体局部失稳破坏,形成大型牵引式岩质切层滑坡。滑体入水引发涌浪,最大浪高约11.8 m,沿岸最大爬高约15.3 m,使北帮局部不稳定边坡、蓄水湖及外延11.6～30.6m范围均处于滑坡-涌浪极高强烈程度区。对比发现,将矿坑填土高度调整为–100 m后再蓄水至–50 m,可尽量满足矿山修复的地质安全性(F>1.3)和经济可行性要求。研究结果可为矿区后续的地质灾害风险防控和地质环境修复治理提供参考。

关键词：抚顺西露天矿矿坑蓄水边坡稳定性变形破坏涌浪数值模拟

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岩体强度与摩擦因数对滑坡涌浪特征的影响

人民黄河 2024年第6期46卷 140-145页

作者：李承德姚池李恒宇孙哲劼汪继力叶承南昌大学工程建设学院江西南昌330031

库区岩体失稳滑坡进而引起涌浪会对水工建筑物及下游的安全造成重大威胁。岩质滑坡体在滑坡过程中可能发生断裂破碎,影响后续涌浪灾变过程。岩体强度与摩擦因数是影响岩体断裂破碎的重要因素,通过开展三维滑坡涌浪数值试验,模拟了不同... 详细信息

库区岩体失稳滑坡进而引起涌浪会对水工建筑物及下游的安全造成重大威胁。岩质滑坡体在滑坡过程中可能发生断裂破碎,影响后续涌浪灾变过程。岩体强度与摩擦因数是影响岩体断裂破碎的重要因素,通过开展三维滑坡涌浪数值试验,模拟了不同岩体强度及摩擦因数工况的滑坡涌浪全过程,分析了滑坡体运动特征与涌浪特性。结果表明:随着岩体强度增大,滑坡体破碎程度逐渐降低,速度与动能逐渐增大,涌浪最大波高与最大爬高也逐渐增大;岩体强度较高的滑坡体以较高速度冲入河道,极端情况下甚至可能撞击对岸岩体引发新的滑坡灾害;摩擦因数越小,滑坡体速度与动能越大,涌浪最大波高与最大爬高也越大,当摩擦因数很小时,低强度的岩体沿滑动面下滑过程中可能不发生破碎,导致涌浪最大波高与最大爬高骤增。

关键词：岩质滑坡涌浪岩体强度摩擦因数数值模拟

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水库滑坡高速入水涌浪压力规律的试验研究

中国新技术新产品 2024年第1期 123-125页

作者：闫小龙申永斌王冬山东省鲁南地质工程勘察院山东济宁272100

滑坡涌浪是水域坡岸滑坡的主要次生灾害,其造成的灾害后果在一定程度上会比滑坡更严重。本文基于国内外学者以往的研究成果,针对某大型水库库区的宽缓段河道,进行了物理模型试验,探究了滑块规模体积和水平高度对坡岸压动力的作用规律。... 详细信息

滑坡涌浪是水域坡岸滑坡的主要次生灾害,其造成的灾害后果在一定程度上会比滑坡更严重。本文基于国内外学者以往的研究成果,针对某大型水库库区的宽缓段河道,进行了物理模型试验,探究了滑块规模体积和水平高度对坡岸压动力的作用规律。试验结果表明,实体涌浪和水舌对坡岸的影响均通过脉冲压力产生,由于力学性质存在差异,因此作用方式不同。导致坡岸失稳滑坡的主要因素是涌浪反复多次爬高,对坡岸施加一种疲劳冲击作用。水舌对破案的瞬时冲击压力较大,但产生的脉冲压力短暂且脉冲值偏小,会在坡岸上形成易出现滑坡的薄弱点。

关键词：水库滑坡涌浪动压力水舌冲击压力涌浪脉冲压力

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基于多层感知器的风涌浪分离方法

海洋学报 2023年第2期45卷 1-12页

作者：徐啸陶爱峰韩雪潘锡山杨伊妮河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210024 江苏省海涂研究中心江苏南京210036 江苏省交通运输厅港航事业发展中心江苏南京210004

风涌浪分离是研究风浪、涌浪各自特性的基础,但受限于海浪谱数据的匮乏,基于海浪谱的风涌浪分离方法难以普及应用,有效的解决办法是采用波浪观测中容易获取的基本波要素进行风涌浪分离。现有方法无法利用基本波要素全面计算出风浪、涌... 详细信息

风涌浪分离是研究风浪、涌浪各自特性的基础,但受限于海浪谱数据的匮乏,基于海浪谱的风涌浪分离方法难以普及应用,有效的解决办法是采用波浪观测中容易获取的基本波要素进行风涌浪分离。现有方法无法利用基本波要素全面计算出风浪、涌浪的比例及其特征参数,为此本文将机器学习引入到风涌浪分离中,以多层感知器模型为基础,提出了一种利用基本波要素、风要素准确计算出风涌浪参数的方法。该方法需要每个测站提供至少466笔、建议766笔及以上的实测波浪数据作为训练样本,适用于台湾海峡3个测站,在计算精度上显著优于基于海浪频谱的传统风涌浪分离方法,可为本海域缺乏海浪谱的测站提供替代性的风涌浪计算方案,有助于扩大实测风涌浪资料的来源,进而加强风涌浪分布特性以及预警预报研究。

关键词：风涌浪分离台湾海峡机器学习涌浪风浪

涌浪作用下港内大型集装箱船运动特性数值研究

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海洋工程 2023年第6期41卷 100-111页

作者：严明宇马小舟郑振钧董国海大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

随着船舶大型化和港口建设深水化发展,外海不同周期波浪作用下大型系泊船泊稳问题与小型系泊船相比出现了新的特点。为此,利用数值模型方法研究了在不同入射角度和周期的涌浪作用下港内大型系泊船的水动力响应,针对系泊船的泊稳情况探... 详细信息

随着船舶大型化和港口建设深水化发展,外海不同周期波浪作用下大型系泊船泊稳问题与小型系泊船相比出现了新的特点。为此,利用数值模型方法研究了在不同入射角度和周期的涌浪作用下港内大型系泊船的水动力响应,针对系泊船的泊稳情况探讨了船舶的运动规律和运动特性。研究发现,在涌浪周期较大的情况下,限定波高的泊稳标准不足以用来确定系泊船的正常作业条件,港内泊船的水平运动(纵荡、横荡和艏摇)极易超出运动标准值并影响装卸作业效率,并且船舶的水平运动表现出主要由次重力波主导的低频运动特性,而垂直运动(垂荡、横摇和纵摇)表现出主要由短波主导的波频运动特性。

关键词：港口工程系泊船涌浪泊稳条件运动特性

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库岸滑坡涌浪链生灾害动力学研究进展

工程地质学报 2023年第6期31卷 1929-1940页

作者：徐文杰清华大学清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

随着大规模梯级水电工程的不断发展,库岸滑坡的稳定性及潜在的涌浪灾害将是影响水电工程(群)全生命周期安全运行的关键因素。本文分别从库岸边坡稳定性及滑坡涌浪研究两个方面,对目前国内外的相关研究成果进行了系统总结和分析。在库岸... 详细信息

随着大规模梯级水电工程的不断发展,库岸滑坡的稳定性及潜在的涌浪灾害将是影响水电工程(群)全生命周期安全运行的关键因素。本文分别从库岸边坡稳定性及滑坡涌浪研究两个方面,对目前国内外的相关研究成果进行了系统总结和分析。在库岸边坡稳定性研究方面,越来越多的研究集中于降雨、库水位变动等水动力环境下的库岸边坡的水-岩耦合作用及稳定性演化的分析方法方面。通过对滑坡涌浪的物理模型试验法、解析法及数值模拟法3大类方法的优缺点分析,随着数值计算技术的飞速发展其在滑坡涌浪链生灾害动力学分析方面体现出其强大的生命力。库岸滑坡从渐进破坏→启动→高速运动、涌浪→堆积、涌浪传播与爬坡等构成了滑坡涌浪灾害链的不同阶段,也是一个连续的灾害过程,而不同阶段灾害特点又有很大的差异。然而,目前通常将库岸滑坡稳定性分析和涌浪分析分割开来,从而不能很好地反应这一灾害链过程。基于高性能数值计算技术,从全过程的物理力学机制出发构建灾害链的模拟和分析方法,将是目前的发展趋势,也是从解决库岸滑坡涌浪链生灾害动力学分析的关键。

关键词：滑坡涌浪灾害链流-固耦合 SPH-DEM

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涌浪控制海域典型海港工程总平面布置

水运工程 2022年第4期 65-70,93页

作者：张宏铨张军许建武中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510290

对于涌浪控制海域,国内外规范中尚未有成熟、详细的海港工程总平面布置方法。结合几内亚湾海港工程,以业主对年不可作业率小于1%的要求为出发点,遵循国际通用规范标准中平面布置原则,以连续23年的风、浪、潮、流后报资料为基础,采用波... 详细信息

对于涌浪控制海域,国内外规范中尚未有成熟、详细的海港工程总平面布置方法。结合几内亚湾海港工程,以业主对年不可作业率小于1%的要求为出发点,遵循国际通用规范标准中平面布置原则,以连续23年的风、浪、潮、流后报资料为基础,采用波浪数学模型,针对主力船型的操纵及系泊分析、龙骨下水深研究等多种手段对总平面布置进行优化。结果表明,优化后的方案具有便于使用、工期短、工程量省等优点,可为类似工程提供参考。

关键词：涌浪平面布置波浪数学模型船舶操纵系泊分析龙骨下水深

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三峡库区棺木岭危岩体涌浪风险防控研究

防灾减灾工程学报 2023年第6期43卷 1395-1404页

作者：徐锦宏黄波林聂邦亮许凯凯李滨湖北省地质灾害防治中心湖北武汉430034 防灾减灾湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002 湖北省水文地质工程地质大队湖北宜昌443002 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

三峡库区棺木岭危岩体基座岩体强烈劣化,稳定性持续下降,潜在涌浪灾害严重威胁九畹溪漂流景区和长江航道的安全。本文围绕棺木岭危岩体涌浪风险防控问题,开展了基于流固耦合数值模拟的危岩体涌浪危险性评估和涉水危岩体防治设计,研究表... 详细信息

三峡库区棺木岭危岩体基座岩体强烈劣化,稳定性持续下降,潜在涌浪灾害严重威胁九畹溪漂流景区和长江航道的安全。本文围绕棺木岭危岩体涌浪风险防控问题,开展了基于流固耦合数值模拟的危岩体涌浪危险性评估和涉水危岩体防治设计,研究表明:在景区旺季的145 m水位工况下,棺木岭危岩体失稳可能产生的涌浪最大高度约为19.2 m,在对岸九畹溪旅游码头最大爬坡高度约15.1 m,长江干流最大涌浪爬高约1.6 m,严重威胁约15 km的九畹溪航道和长江航道安全。针对危岩体处于偏心受压状态和消落区基座岩体劣化情况,对其下部凹腔进行“模袋砼围堰+岩腔填充”的工程防治设计,使得棺木岭危岩体稳定性系数从1.3提升至2.6。本次研究直接指导了棺木岭危岩体防治工程,可为库区其他涉水危岩体涌浪风险防控提供借鉴。

关键词：危岩体涌浪数值模拟岩腔充填防治工程

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白鹤滩库区王家山滑坡蓄水涌浪风险评价

科学技术与工程 2022年第2期22卷 850-856页

作者：李大龙尉海江易小宇顿佳伟浙江华东建设工程有限公司杭州310014 成都理工大学环境与土木工程学院成都610059 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) 成都610059

水库滑坡引发涌浪是山区水库的重要灾害风险源之一。通过岩土工程勘察和InSAR形变分析,查明了白鹤滩库区王家山滑坡基本特征。采用数值模拟分析研究了王家山滑坡的稳定性,定量分析了王家山滑坡失稳涌浪风险。结果表明:王家山滑坡天然工... 详细信息

水库滑坡引发涌浪是山区水库的重要灾害风险源之一。通过岩土工程勘察和InSAR形变分析,查明了白鹤滩库区王家山滑坡基本特征。采用数值模拟分析研究了王家山滑坡的稳定性,定量分析了王家山滑坡失稳涌浪风险。结果表明:王家山滑坡天然工况处于基本稳定状态,暴雨工况处于欠稳定状态,蓄水825 m或地震工况以及蓄水+暴雨工况下处于不稳定状态,有发生整体滑动破坏的可能;当水库蓄水至785 m时,王家山滑坡可能会发生整体失稳破坏,但产生涌浪对象鼻岭移民安置点基本无影响。在暴雨+蓄水825 m工况下失稳破坏,最大入水速度约7.44 m/s,将在象鼻岭移民安置点处产生高度约3.52 m涌浪;蓄水+地震工况下,移民安置点的涌浪高度还会更大。可见,王家山滑坡在825 m水位发生整体失稳破坏时,移民安置点遭受涌浪危害影响问题是存在的。应对象鼻岭移民安置点采取相应的防浪措施,或对王家山滑坡进行工程治理,以消除涌浪影响,保证移民安置点安全。

关键词：白鹤滩库区王家山滑坡蓄水涌浪风险