堰塞坝漫顶溃决试验及相关数学模型研究 被引量：19

1

作者 张大伟 权锦 +1 位作者 何晓燕 黄金池 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期979-986,共8页

针对当前堰塞坝溃决试验粒径取值偏低和粒径相差不大的现状,采用两组粒径差别明显的砂样进行了堰塞坝垭口漫顶溃决试验。试验表明,同条件下粗、细两种颗粒坝体的溃决现象有着较明显的不同。垭口挡板提起后,细颗粒坝体以下切侵蚀为主,冲... 针对当前堰塞坝溃决试验粒径取值偏低和粒径相差不大的现状,采用两组粒径差别明显的砂样进行了堰塞坝垭口漫顶溃决试验。试验表明,同条件下粗、细两种颗粒坝体的溃决现象有着较明显的不同。垭口挡板提起后,细颗粒坝体以下切侵蚀为主,冲刷强度比较剧烈,坝体较容易发生溃决;而粗颗粒坝体则是以渗流出流形成的溯源冲刷为主,冲刷强度较低,溯源面逐渐向上发展,只有当其发展到垭口下端附近时坝体才有可能迅速发生溃决。试验还发现,下游坝坡对溃决过程的影响比较显著,坝坡越陡,坝体越易溃决,溃口的平均展宽速率也越大。此外以deVries输沙率公式为基础建立了具有物理意义的概念性溃口出流计算模型,并采用试验实测数据对该模型进行了验证,结果表明该模型具有良好的适用性。 展开更多

关键词 堰塞坝 水槽试验 漫顶溃决 数学模型

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滑坡体溃决洪水数学模型研究 被引量：7

2

作者 岳志远 曹志先 闫军 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2008年第5期492-500,共9页

滑坡体溃决过程中泥沙运动非常活跃、滑坡体变形速度快,且与水流之间存在着强烈的相互作用。现有水沙数学模型为非耦合模型,在一定程度上忽略了其基本力学特征,难以准确地描述这类物理问题。本文建立二维水沙耦合数学模型,并采用修正的... 滑坡体溃决过程中泥沙运动非常活跃、滑坡体变形速度快,且与水流之间存在着强烈的相互作用。现有水沙数学模型为非耦合模型,在一定程度上忽略了其基本力学特征,难以准确地描述这类物理问题。本文建立二维水沙耦合数学模型,并采用修正的上扬通量公式来描述泥沙运动和滑坡体溃决过程。运用该模型研究了试验条件下上游水流漫顶和淹没过程中滑坡体溃决诱发的水沙变化规律,数值解与水槽试验数据基本一致。研究表明:现有基于恒定均匀条件的泥沙上扬通量公式并不直接适用于复杂水流条件下滑坡体溃决过程,需要进行更深入的研究;滑坡体溃决能够引发强非恒定流甚至激波,传统的对渐变流的数值计算方法难以准确地捕捉该现象,必须采用高性能数值格式:现有经验方法难以准确地计算坝址处流量过程,以此作为边界条件的传统溃坝洪水数学模型未必能够获得准确、可靠的结果。 展开更多

关键词 数学模型 水沙耦合 滑坡体溢流侵蚀溃决 上扬通量 激波

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无粘性土堤漫顶溃决溃口区域水力参数变化过程数模研究 被引量：6

3

作者 梁艳洁 余明辉 +1 位作者 王党伟 魏红艳 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期142-147,共6页

结合物理模型试验建立平面二维水流数学模型,采用高分辨率有限体积格式计算漫顶溃堤洪水演进过程,并针对不同时段溃口形态建立三维几何模型进行水力参数变化规律数值模拟.研究结果发现,堤防溃决属溯源冲刷,与流速密切相关;溃决过程外江... 结合物理模型试验建立平面二维水流数学模型,采用高分辨率有限体积格式计算漫顶溃堤洪水演进过程,并针对不同时段溃口形态建立三维几何模型进行水力参数变化规律数值模拟.研究结果发现,堤防溃决属溯源冲刷,与流速密切相关;溃决过程外江水位平稳下降,内江水位先上升后逐渐稳定,内外江水位差随溃口展宽逐渐减小;壁面剪切应力及动水压力较大区域集中在溃口内江侧与河底连接处,且随溃决过程逐渐减小. 展开更多

关键词 漫顶溃决 溃口区域 水力参数

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土石坝漫顶溃决模式与溃坝参数预测 被引量：2

4

作者 罗优 陈立 +1 位作者 平妍容 周敏 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第2期38-41,47,共5页

利用黏土和黄砂混合配制试验筑坝材料,开展水槽试验,模拟均质土石坝漫顶破坏过程,研究溃坝模式对溃坝参数的影响。试验中观测到3种漫顶破坏模式:陡坎蚀退冲刷溃决模式(M1)、剪切蚀退坍塌溃决模式(M2)和浸泡剥蚀破坏模式(M3)。相同库容... 利用黏土和黄砂混合配制试验筑坝材料,开展水槽试验,模拟均质土石坝漫顶破坏过程,研究溃坝模式对溃坝参数的影响。试验中观测到3种漫顶破坏模式:陡坎蚀退冲刷溃决模式(M1)、剪切蚀退坍塌溃决模式(M2)和浸泡剥蚀破坏模式(M3)。相同库容和坝高条件下,不同模式最大溃决流量差异较大:Qp(M2)>Qp(M1,M3);定义水流开始漫顶至水库内库存水流构成漫坝破坏的主要动力源的时间为漫顶临界时间TC,则TC(M2)<TC(M1)<TC(M3)。溃坝模式反映了漫顶流量、初始溃口、坝高和筑坝材料等因素对漫顶溃决的综合影响,是除坝高、库容外溃坝参数预测的重要影响因子。 展开更多

关键词 土石坝 漫顶溃决 破坏模式 溃决参数 灾害评估

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土石坝漫顶溃决过程模拟 被引量：3

5

作者 张大伟 《中国防汛抗旱》 2022年第1期80-83,共4页

随着全球气候形势异常,局地极端强降雨频发,我国小型水库的安全度汛工作面临严峻形势,对小型水库开展必要的溃坝风险分析工作是非常必要的。以山东某小型水库为研究对象,分析计算了该水库在遭遇校核洪水和溃坝洪水两种情景下对下游高速... 随着全球气候形势异常,局地极端强降雨频发,我国小型水库的安全度汛工作面临严峻形势,对小型水库开展必要的溃坝风险分析工作是非常必要的。以山东某小型水库为研究对象,分析计算了该水库在遭遇校核洪水和溃坝洪水两种情景下对下游高速铁路的影响,所得结果可以为相关管理单位应对溃坝风险提供决策支持。 展开更多

关键词 土石坝 漫顶溃决 模拟

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尾矿坝外坡比对漫顶逐渐溃坝的影响研究 被引量：4

6

作者 倪旭 吕力行 彭媛 《甘肃科学学报》 2014年第5期59-62,共4页

为了研究尾矿坝外坡比对均质尾矿坝溃坝过程的影响,在概括了溃决过程的基础上,利用了坝坡冲刷计算模型、溃口扩展计算模型,形成了用于探讨尾矿坝外坡比在漫顶逐渐溃坝过程中对坝坡和溃口影响的数值计算方法,并用溃坝案例验证了计算方法... 为了研究尾矿坝外坡比对均质尾矿坝溃坝过程的影响,在概括了溃决过程的基础上,利用了坝坡冲刷计算模型、溃口扩展计算模型,形成了用于探讨尾矿坝外坡比在漫顶逐渐溃坝过程中对坝坡和溃口影响的数值计算方法,并用溃坝案例验证了计算方法的可行性.结果表明,坝体外坡比的大小对均质尾矿坝溃口出流浑水冲蚀下游坝体的规律有明显影响,尾矿坝外坡比越大,溃口扩展越快,其临界起动流速越小,冲蚀率越大,下游坝体受侵蚀破坏的严重程度越大.因此,在尾矿坝施工过程中要严格按照设计的坡比,确保下游坝体具备一定的抵抗冲蚀的能力. 展开更多

关键词 尾矿坝 漫顶溃决 外坡比 临界起动流速 冲蚀率

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坝体土料黏粒质量分数对均质土坝漫顶溃决过程的影响 被引量：4

7

作者 曹伟 陈生水 钟启明 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2013年第1期37-40,共4页

为了研究坝体土料黏粒质量分数对均质土坝漫顶溃决过程的影响,建立了描述均质土坝溃坝溃口发展规律的溃坝数值模型,对实体溃坝案例进行了反馈分析,验证了模型的合理性,并利用该模型重点研究了坝体土料黏粒质量分数对均质土坝溃口发展规... 为了研究坝体土料黏粒质量分数对均质土坝漫顶溃决过程的影响,建立了描述均质土坝溃坝溃口发展规律的溃坝数值模型,对实体溃坝案例进行了反馈分析,验证了模型的合理性,并利用该模型重点研究了坝体土料黏粒质量分数对均质土坝溃口发展规律和洪水流量过程的影响。结果表明:坝体土料的黏粒质量分数对均质土坝的溃口发展规律、最终溃口形状以及溃口洪水流量过程具有明显影响,土体黏粒质量分数越高,其临界起动流速越大,冲蚀率越小,均质土坝溃口的发展速率越慢,溃口边坡的失稳坍塌临界深度越大,从而导致最终溃口形状也越小,相应地溃口洪峰流量及最大下泄水量也越小,溃口洪峰流量出现的时间越迟。 展开更多

关键词 均质土坝 漫顶溃决 黏粒质量分数 临界起动流速 单宽冲蚀率

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凌汛期堤防漫顶溃口破坏规律断面模型试验Ⅱ:非黏性土堤 被引量：2

8

作者 刘昉 吴敏睿 +3 位作者 戚园春 周世佳 张剑 徐国宾 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期135-143,共9页

为了研究凌汛期堤防漫顶破坏溃口发展规律,分别进行了洪水和冰凌条件下的均质非黏性土堤溃决模型试验。结果表明:两种条件下的溃堤过程均可划分为4个阶段:渗透过流、堤后冲刷、溃口展宽和冲淤平衡,各阶段发展速度和形式有所不同;通过分... 为了研究凌汛期堤防漫顶破坏溃口发展规律,分别进行了洪水和冰凌条件下的均质非黏性土堤溃决模型试验。结果表明:两种条件下的溃堤过程均可划分为4个阶段:渗透过流、堤后冲刷、溃口展宽和冲淤平衡,各阶段发展速度和形式有所不同;通过分析溃堤过程、溃口宽度以及流速和水位变化过程的异同点可知,两种条件下流速和水位变化趋势基本一致,冰凌条件下峰值流速明显增大且出现时间提前,峰值流速最大可增加81.5%;同一流量下,增大堤顶宽度对流速和水位的影响不大,而减缓堤身断面的边坡能显著降低堤后水位的上升速度和溃口处峰值流速。试验结果有助于认识凌汛期堤防溃决的过程和特点,可为凌汛期非黏性土堤险情防控和抢险措施的制定提供科学的参考。 展开更多

关键词 非黏性土堤 冰凌条件 物理模型试验 漫顶溃决 溃口发展

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爬高型堰塞坝漫顶溃决机理研究

9

作者 赵天龙 岳亮 +3 位作者 李方芳 付长静 张川 李泓鑫 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期910-920,共11页

我国西南地区频发的地质构造活动和极端自然灾害诱发了大量的堰塞坝,属于堰塞坝的高发地,其形成的堰塞坝具有突然性强、危险性大的特点,严重威胁所在流域人民的生命财产安全,深入研究爬高型堰塞坝溃坝过程可为除险减灾提供科学理论支撑... 我国西南地区频发的地质构造活动和极端自然灾害诱发了大量的堰塞坝,属于堰塞坝的高发地,其形成的堰塞坝具有突然性强、危险性大的特点,严重威胁所在流域人民的生命财产安全,深入研究爬高型堰塞坝溃坝过程可为除险减灾提供科学理论支撑。为此,以土颗粒级配、背水面坡度、爬高型堰塞坝坝顶形状为影响堰塞坝漫顶溃决的主要因素,从漫顶溃决过程、溃口流量过程、溃口演变过程、溃后残留坝体及下游淤积情况等方面,分析了爬高型堰塞坝漫顶溃决演化过程。试验结果表明:随着土石料级配变宽,坝体整体稳定性增强溃决历时延长,洪峰流量减小,峰现时间较晚,残留溃口上宽小坝体体积大,距坝趾泥沙输移长度短且距坝趾1 m处泥沙厚度薄;背水坡面越陡,水流获得的动能越大,加速了整个坝体溃决过程,溃口扩展得到充足发育,洪峰流量增大,峰现时间提前,残留溃口上宽较大坝体体积小,距坝趾泥沙输移长度长且距坝趾1 m处泥沙厚度较厚;宽深比越大,则溃口相对位置越高,冲蚀阶段所具有的水头差大,加速了坝体冲刷进程,溃口扩展得到充分发育,残留溃口上宽尺度大坝体总量小,距坝趾泥沙输移距离远且距坝趾1 m处泥沙厚度较厚。 展开更多

关键词 爬高型堰塞坝 溃决过程 漫顶溃决机理 物理模型试验

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堰塞坝漫顶破坏溃口深度变化数值模拟 被引量：6

10

作者 何利君 陈昊 +2 位作者 杨兴国 周宏伟 霍苗 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第8期126-128,131,共4页

漫顶破坏是堰塞坝的一种主要破坏形式,其本质是漫过坝顶的水流冲刷坝体,在坝体和坝顶形成溃口,随着坝体的冲蚀加剧溃口逐渐扩大,同时两侧土体发生间歇性失稳坍塌。建立在漫顶溃决的基础上,以土力学边坡稳定的理论为基本理论,模拟计算堰... 漫顶破坏是堰塞坝的一种主要破坏形式,其本质是漫过坝顶的水流冲刷坝体,在坝体和坝顶形成溃口,随着坝体的冲蚀加剧溃口逐渐扩大,同时两侧土体发生间歇性失稳坍塌。建立在漫顶溃决的基础上,以土力学边坡稳定的理论为基本理论,模拟计算堰塞体溃口深度的数学模型。该模型应用于唐家山堰塞湖的实例分析,模拟结果与实测资料基本一致,进而验证了上述模型的可靠性。 展开更多

关键词 堰塞湖 漫顶破坏 溃口深度 数值模拟

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考虑材料冲蚀性沿深度变化的堰塞体漫顶溃决模拟 被引量：1

11

作者 钟启明 陈生水 单熠博 《人民长江》 北大核心 2020年第1期180-186,共7页

合理预测堰塞体的溃决过程对于致灾后果评价和防灾减灾工作的开展具有至关重要的意义,但由于堰塞体结构和材料的复杂性,给预测工作带来了挑战。基于堰塞体的地质勘察资料和溃决机理,建立了一个可考虑材料冲蚀特性随深度变化的堰塞体漫... 合理预测堰塞体的溃决过程对于致灾后果评价和防灾减灾工作的开展具有至关重要的意义,但由于堰塞体结构和材料的复杂性,给预测工作带来了挑战。基于堰塞体的地质勘察资料和溃决机理,建立了一个可考虑材料冲蚀特性随深度变化的堰塞体漫顶溃决过程数学模型。模型主要包括水动力模块、材料冲蚀模块和溃口发展模块,并采用按时间步长迭代的数值计算方法模拟堰塞体溃决时的水土耦合过程。选择拥有实测资料的白格"11·03"堰塞体溃决案例对模型进行验证,模拟结果验证了模型的合理性。参数敏感性分析结果表明,堰塞体材料冲蚀系数对溃口流量过程具有重要影响,堰塞体材料临界剪应力对溃决过程影响较小;另外,开挖泄流槽可大幅降低库容较大堰塞湖溃决时的溃口峰值流量,是一种行之有效的减灾手段。 展开更多

关键词 堰塞体漫顶溃决 冲蚀特性 数值模拟 参数敏感性分析 白格堰塞体

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