岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (5): 1659-1671.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0403CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0403
寇华垚1, 2,黄波林1, 2,张鹏1, 2,张杰1, 2,李秋旺1, 2,董星辰1, 2,罗方洋1, 2
KOU Hua-yao1, 2, HUANG Bo-lin1, 2, ZHANG Peng1, 2, ZHANG Jie1, 2, LI Qiu-wang1, 2, DONG Xing-chen1, 2, LUO Fang-yang1, 2
摘要:
碎屑流持续冲击水体过程中,仅部分碎屑流颗粒主导最大涌浪波幅形成,准确估算该部分碎屑流颗粒体积,对防灾控灾有重大科学、工程价值。采用二维物理模型开展碎屑流-造浪物理模拟试验,通过改变碎屑流斜坡坡度、运动路径坡度、下部水体水深、碎屑流启动高程、碎屑流体积、碎屑流粒径等因素,研究多因素条件下的碎屑流-造浪作用机制,并推导出基于有效造浪体积的首浪最大波幅预测公式。研究结果表明:(1)碎屑流-造浪过程中,在碎屑流入水引发的涌浪远离碎屑流所影响水体范围前,进入水体的那部分碎屑流体积是有效造浪体积,是决定碎屑流-造浪过程中首浪波幅的大小的首要因素。(2)试验表明,碎屑流运动性显著影响有效造浪体积占比。当斜坡坡度为中高倾角且不小于运动路径坡度时,碎屑流运动性较高,有效造浪体积占比达50%~100%;而当斜坡坡度为低倾角且小于运动路径坡度时,碎屑流运动性较低,有效造浪体积占比仅为20%~38%。由于有效造浪体积占比的差异,总碎屑流体积较大但有效占比低的工况,其首浪最大波幅反而低于总体积较小但有效占比高的工况。(3)提出适用性表征参数k,当k值在0.10~2.59范围内时,推导的有效造浪体积计算公式和波幅预测公式具有较好的适用性。研究结果可为碎屑流-造浪地质灾害链的成灾机制及其防护工程设计提供理论依据。
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