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具有突发、频发特点的地震滑坡灾害在中国乃至全世界范围内造成了惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。滑坡造成的破坏常常与其运动相关,因此,建立一个广泛适用的滑坡运动计算模型,研究已发生滑坡的危害区域、预测不稳定斜坡的影响范围,以减小滑坡造成的多重损失,对生命财产保护和国家经济发展具有理论意义和实际价值。
针对已有数值软件使用繁琐、计算模型结果粗糙的现状,结合能量方法形式简单、意义明确的优点,通过考虑滑坡运动过程中的多种影响因素,提出更符合真实情况的概化模型,据此建立了一种高效的地震滑坡运动快速计算模型。具体内容及结论如下。
(1)建立基于能量守恒的地震滑坡运动快速计算模型(ELQA):分析影响滑坡运动全过程的主要能量,根据已有模型的基本假设及计算方法,通过考虑地震作用、滑动面摩擦、地形起伏及滑体形态变化的影响,提出了滑坡运动概化模型,推导了滑坡运动计算模型,离散化及程序化后,实现了地震滑坡运动快速分析方法。
(2)分析、验证地震滑坡运动快速计算模型:开展ELQA控制参数和计算参数分析,结果显示ELQA模型对控制参数不敏感,但受计算参数影响较大。利用理论计算、试验结果及kolka滑坡已有研究,对ELQA模型进行了验证,结果显示ELQA模型中,控制滑坡运动范围的前缘运动距离、最大运动速度和运动时长的计算结果与试验及真实情况吻合良好。总体而言,模型计算结果较为可靠,但仍存在改进空间。
(3)基于ELQA模型的汶川地震东河口滑坡高速远程运动研究:通过考虑滑体强度衰减机制,对东河口滑坡有地震作用及无地震作用下的运动情况进行了模拟,结果显示,无地震作用下,东河口滑坡始终保持稳定,地震作用下,计算堆积情况、最大速度及运动时长与实际吻合。
(4)利用模型对藕塘不稳定坡体进行运动预测:已有文献表明,强震作用下藕塘不稳定坡体具有较高失稳风险。利用ELQA模型对其进行短时预测,结果显示,滑面1首先贯通时,滑坡可以在原滑面上保持稳定,但滑面2首先贯通时,滑体将高速运动至较远距离,并对对岸未搬迁民居造成威胁。
针对已有数值软件使用繁琐、计算模型结果粗糙的现状,结合能量方法形式简单、意义明确的优点,通过考虑滑坡运动过程中的多种影响因素,提出更符合真实情况的概化模型,据此建立了一种高效的地震滑坡运动快速计算模型。具体内容及结论如下。
(1)建立基于能量守恒的地震滑坡运动快速计算模型(ELQA):分析影响滑坡运动全过程的主要能量,根据已有模型的基本假设及计算方法,通过考虑地震作用、滑动面摩擦、地形起伏及滑体形态变化的影响,提出了滑坡运动概化模型,推导了滑坡运动计算模型,离散化及程序化后,实现了地震滑坡运动快速分析方法。
(2)分析、验证地震滑坡运动快速计算模型:开展ELQA控制参数和计算参数分析,结果显示ELQA模型对控制参数不敏感,但受计算参数影响较大。利用理论计算、试验结果及kolka滑坡已有研究,对ELQA模型进行了验证,结果显示ELQA模型中,控制滑坡运动范围的前缘运动距离、最大运动速度和运动时长的计算结果与试验及真实情况吻合良好。总体而言,模型计算结果较为可靠,但仍存在改进空间。
(3)基于ELQA模型的汶川地震东河口滑坡高速远程运动研究:通过考虑滑体强度衰减机制,对东河口滑坡有地震作用及无地震作用下的运动情况进行了模拟,结果显示,无地震作用下,东河口滑坡始终保持稳定,地震作用下,计算堆积情况、最大速度及运动时长与实际吻合。
(4)利用模型对藕塘不稳定坡体进行运动预测:已有文献表明,强震作用下藕塘不稳定坡体具有较高失稳风险。利用ELQA模型对其进行短时预测,结果显示,滑面1首先贯通时,滑坡可以在原滑面上保持稳定,但滑面2首先贯通时,滑体将高速运动至较远距离,并对对岸未搬迁民居造成威胁。