高速远程滑坡流体动力学理论的研究
2003-5
西南交通大学出版社
胡厚田 等
148
223000
大型高速远程滑坡规模大、速度快、滑程远、能量大、破坏力强、运动形式多样（滑动、飞行、流动等），具有明显的流体化特点。本书以云南头寨沟滑坡为原型，在现场详细调研的基础上，用流体动力学理论，通过滑带土孔隙水压力试验、玄武岩的物理力学试验和高速摩擦试验、大型风洞实验室滑坡凌空飞行的模型试验、滑坡岩体高速碰撞的模型试验，对高速远程滑坡的流体动力学理论进行了系统研究；对高速远程滑坡运动全过程进行了离散元数值模拟；用二相流理论对远程碎屑流运动进行了理论分析；对头寨沟滑坡全程运动进行了实例分析；初步构建了大型高速远程滑坡流体动力学理论研究体系。 全书共10章。在大型高速远程滑坡的流体动力学理论研究方面有所创新，得出了20点有益的结论，可供有关地质、工程地质、环境灾害地质研究者和高校师生参考。
1 绪论 1.1 研究的目的和意义 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国外研究现状 1.2.2 国内研究现状 1.3 本书研究内容、研究思路及方法 1.3.1 研究内容 1.3.2 研究方法和拟解决的关键问题 1.3.3 试验方案及技术路线 2 头寨沟大型高速滑坡工程地质条件及特征研究 2.1 引 言 2.2 滑坡区地质环境条件研究 2.2.1 地形地貌 2.2.2 地层岩性 2.2.3 地质构造 2.2.4 新构造运动 2.2.5 水文地质 2.2.6 气象及其他环境条件 2.3 滑坡区岩体力学特性的试验研究 2.3.1 岩石常规三轴全过程变形及强度特性 2.3.2 岩石的抗剪强度参数 2.4 滑坡活动阶段的划分及其运动特征 2.5 滑坡分区及其形态特征 2.5.1 滑坡发生区 2.5.2 滑坡飞行区 2.5.3 滑坡碎屑流运动堆积区 2.6 小 结 3 大型高速岩质滑坡摩擦特性的试验研究 3.1 引 言 3.2 高速摩擦试验 3.2.1 试验设计 3.2.2 仪器标定 3.2.3 试验方法 3.2.4 试验结果及分析 3.3 玄武岩表面摩擦特性的统计分析 3.3.1 摩擦系数与法向压力关系的统计分析 3.3.2 摩擦系数与滑动速度关系的统计分析 3.4 小 结 4 大型高速岩质滑坡孔隙流体压力效应研究 4.1 启程活动阶段孔隙水压力效应研究 4.1.1 引 言 4.1.2 三轴剪切试验 4.1.3 启程活动阶段孔隙水压力计算的理论研究 4.2 启程活动阶段孔隙水汽化效应研究 4.2.1 引 言 4.2.2 启程活动阶段滑面瞬态温度分布 4.2.3 头寨沟大型高速岩质滑坡孔隙水汽化效应研究 4.3 小 结 5 大型高速滑坡近程飞行阶段空气动力学效应研究 5.1 引 言 5.2 仅考虑重力时滑坡体的飞行规律 5.3 空气动力学理论概述 5.4 空中飞行滑坡体受力分析 5.5 飞行滑坡体空气动力学效应的风洞试验研究 5.5.1 相似参数 5.5.2 试验内容及方法 5.5.3 模型设计 5.5.4 试验结果分析 5.6 空中飞行滑坡体空气动力学效应的数值计算 5.6.1 流体力学有限元法概述 5.6.2 数值分析模型建立 5.7 考虑空气动力学效应时滑坡体的飞行规律 5.8 小 结 6 滑坡岩体高速碰撞效应研究 6.1 引 言 6.2 岩体损伤对其力学性能的影响 6.2.1 损伤概述 6.2.2 损伤变量 6.3 碰撞原理 6.3.1 碰撞的力学特征及模型 6.3.2 碰撞问题中的动力学定理 6.3.3 恢复系数 6.3.4 碰撞过程中的动能变化 6.3.5 两物体的斜碰撞 6.4 岩体碰撞解体效应 6.4.1 岩体碰撞的能量分析 6.4.2 岩体解体破碎 6.5 碎裂岩体碰撞效应试验研究 6.5.1 试验内容及方法 6.5.2 试验结果分析 6.6 小 结 7 碎屑流运动理论分析 7.1 碎屑流运动特点 7.2 两相流理论概述 7.3 颗粒在流体中的受力分析 7.3.1 颗粒受到的阻力 7.3.2 颗粒受到的升力 7.3.3 坡面颗粒受力分析及运动状态 7.4 固液型碎屑流 7.4.1 固液型碎屑流与泥石流之异同 7.4.2 流速分布 7.4.3 固液型碎屑流运动方程 7.4.4 固液型碎屑流运动模型 7.5 固气型碎屑流 7.5.1 概 述 7.5.2 Boltzmann方程 7.5.3 干碎屑流运动方程 7.6 小 结 8 大型高速滑坡碎屑流运动全过程离散元数值模拟 8.1 离散单元法基本原理 8.2 基本假定 8.3 基本方程及其求解 8.3.1 物理方程 8.3.2 运动方程 8.3.3 求解方程 8.4 模型及参数 8.5 计算结果分析 9 头寨沟大型高速岩质滑坡流体化过程实例分析 9.1 近程飞行阶段的空气动力学效应 9.1.1 不计空气动力学效应时滑坡的运动 9.1.2 考虑空气动力学效应时滑坡的运动 9.2 滑坡体与山梁的碰撞效应分析 9.2.1 碰撞后滑坡体平均速度的计算 9.2.2 部分岩块加速运动效应分析 9.3 碎屑流运动分析 9.4 小 结 10 结论与展望 10.1 主要结论与成果 10.2 展 望 参考文献
