土工离心机模拟泥石流问题的相似性考虑

作     者：宋东日 周公旦 CHOI Clarence Edward 白艺彤 胡洪森 SONG Dong-ri;ZHOU Gong-dan;CHOI Clarence Edward;BAI Yi-tong;HU Hong-sen

作者机构：中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049 香港科技大学岩土工程离心机实验所香港999077 

基　　金：国家自然科学基金项目(51809261,11672318,51709052) 香港特别行政区政府研究资助局项目(T22-603/15-N) 香港科技大学赛马会高等研究院项目 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2019年第41卷第12期

页      码：2262-2271页

摘      要：尺度效应是阻碍对泥石流复杂动力学过程理解的最主要因素。土工离心机通过提供一个等效的高倍重力加速度场,能够在模型中还原岩土工程原型的应力状态,为泥石流物理模拟的尺度效应难题提供了一个经济可行的解决方案。在总结前人提出的两相流(泥石流)无量纲参数的基础上,建立了应用于土工离心机模拟泥石流的分层次相似性试验设计体系,可以确保模型和原型中泥石流运动学与动力学参数绝对值和相对值的一致,从而可以系统性地还原泥石流原型问题的物理过程。同时,针对对模拟结果产生较大影响的科里奥利效应和1g自然重力加速度,建议试验设计阶段选择有效旋转半径更大的离心机并适当降低旋转角速度。研究结果对泥石流和碎屑流的小尺度、大尺度物理模拟以及离心机模拟具有理论和技术层面的参考意义。

主 题 词：泥石流 碎屑流 相似性准则 土工离心机 无量纲数 固–液耦合 

学科分类：08[工学] 0818[工学-交通运输类] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11779/CJGE201912011

馆 藏 号：203860343...