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水库滑坡涌浪是由于库岸滑坡致使大量滑坡体高速倾入水体而产生的巨大涌浪,不仅威胁库区的航行船只和沿岸居民,对其下游的大坝也会产生难以估量的损伤甚至溃坝的风险。为分析和评估涌浪的破坏性,对其研究的关键主要有两点:一是预测形成涌浪的高度;二是其在传播过程中的衰减规律。在实际情况中,水库滑坡涌浪的形成受诸多因素的影响,而目前国内外对涌浪的研究大多过于简化,与实际情况偏差较大,或是针对已经发生的某一滑坡涌浪案例进行研究,边界条件和初始条件固定,应用性不强。 本文试图避免这两点不足,需找出既贴合实际又对大多滑坡涌浪具有一定借鉴意义的规律。现有对涌浪的研究方法中主要是解析方法、模型试验方法和数值模拟方法,其中通过物理模型试验的方法分析研究涌浪的首浪高度及其传播衰减规律,与实际情况相近,对水库滑坡涌浪的研究具有重要的理论和实践意义,因此本论文采用此方法对涌浪进行研究。 本文是通过建造的室外概化实验模型,合理布设相关测量仪器及数据采集设备,开展物理模型试验。在根据涌浪形成机制对滑坡涌浪进行分类的前提下,分别对整体块状体滑坡涌浪和散粒连续体滑坡涌浪的首浪高度进行试验研究,拟合出涌浪首浪高度的计算式,并将其应用到龚家方滑坡中以验证了其合理性。在试验中通过在河道模型上沿程布置的测量点,采集涌浪传播过程中水面变化曲线以研究涌浪沿程衰减的规律。 通过上述的涌浪试验研究,本文得出的结论如下: (1)通过正交试验的敏感性分析得出在整体块状体滑坡试验中水深对涌浪的首浪高度影响最大,滑坡体入水高度对其影响最小,其余按影响程度由大到小依次排列为滑坡体厚度、滑坡入水角度、滑坡体长度、滑坡体宽度。 (2)在整体块状体滑坡试验中对涌浪首浪高度的试验数据的幂函数进行多元线性回归,拟合出了涌浪首浪高度的无量纲计算式。 (3)散粒连续体滑坡试验中,对涌浪首浪高度影响最大的因素是散粒体的材料种类,通过敏感性分析结果显示,在六个因素中对首浪高度无显著影响的因素分别是滑坡体厚度及入水角度。其余因素按对首浪高度的影响程度的大小依次排列为水深、滑坡体的宽度、滑坡体的长度。 (4)在整体块体体试验得出的无量纲计算式的基础上,通过引入系数k以得出散粒连续体滑坡涌浪的首浪高度计算式。 (5)整体块状体滑坡与散粒连续体两者产生的涌浪首浪形态存在差异。 (6)滑坡涌浪在河道传播过程中的衰减率会随传播距离的增大而有减小的趋势,且其衰减率与滑坡体的尺寸、水深、入水角度等相关。河道断面形状会对涌浪在两岸坡上的反射叠加产生影响从而影响涌浪高度的衰减规律。