堰塞坝水力驱动溃滑过程模拟方法研究

作     者：王琳 段庆伟 孙平 张强 刘立鹏 王乃欣 WANG Lin;DUAN Qingwei;SUN Ping;ZHANG Qiang;LIU Lipeng;WANG Naixin

作者机构：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陕西西安710048 中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100048 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222 

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) 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2019年第51卷第4期

页      码：37-46页

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。

主 题 词：堰塞坝 滑裂面 有效应力法与总应力法 溃滑过程 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 

核心收录：

D　O　I：10.15961/j.jsuese.201900271

馆 藏 号：203692638...