【摘 要】
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海底滑坡会对海洋工程结构物造成严重破坏。海底滑坡一般表现为高流速、长距离的滑动,即使在深海陆坡很平坦的区域也有可能发生滑坡,滑移体会对流径上的海底管线等设施产生强
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海底滑坡会对海洋工程结构物造成严重破坏。海底滑坡一般表现为高流速、长距离的滑动,即使在深海陆坡很平坦的区域也有可能发生滑坡,滑移体会对流径上的海底管线等设施产生强烈的冲击,直接危害海洋工程设施的安全,造成巨大的经济损失。本文主要研究海底滑坡的流动过程,模拟了在不同水深、坡度、接触摩擦系数、侵蚀率工况下的海底滑坡,对比了各个工况的滑移速度、滑移长度以及沉积物厚度时程曲线,并整理了最大滑移距离、最大速度等信息,讨论变化规律。研究成果可为海底滑坡灾害预警和海底管线路由选址提供技术参考。首先,本文系统地总结了海底滑坡的类型、诱发机制、海底滑坡的特征、海底滑坡和SPH深度积分法的研究概况。其次,详细介绍了SPH深度积分方法的基本理论、摩擦流变模型和侵蚀模型。海底滑坡需要考虑流动过程中滑移体与水体的相互作用,滑坡发生前滑移体的自由面受到的静水压力的作用及滑动后受到的动水压力的作用;接触摩擦系数随着滑移体固结和动水压力的改变而改变;被侵蚀、挟带的土体的惯性阻力会增加滑移体底部的剪切阻力。再次,采用SPH深度积分法和Bing程序模拟了海底滑坡,分析了计算结果。SPH深度积分法模拟了三维海底滑坡,并三维陆地滑坡进行了相比,直观展示了沉积物的滑移过程。最后,总结了数值模拟结果,探讨规律:水深对海底滑坡的最大滑移距离和速度的影响并不明显,但坡度、接触摩擦系数的变化影响明显;当侵蚀率达到10-4m-1以上时,侵蚀效应明显。SPH深度积分模型,计算简便,适于模拟海底滑坡。
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