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高山峡谷水库地质条件复杂,大中型滑坡分布广泛。高速运动的山体滑坡入水后瞬间导致近场局部地形发生巨大变化,引起周围水体强烈扰动,滑坡运动停止后水面上方仍有大量滑体堆积,将具有此类特征的涉水滑坡称为浅水滑坡。由浅水滑坡诱发的涌浪具有很强的近场非线性,其波场特征与发生在海洋或峡湾中的深水滑坡海啸有很大不同。本文首先从动量平衡角度出发,构建了三维散体滑坡涌浪近场最大波幅的理论计算模型,揭示了浅水区涌浪产生的新机制。在遵循相似准则的基础上,结合三峡库区典型岩质滑坡参数和裂隙发育情况,建立了碎裂岩质滑坡涌浪三维物理模型,重点研究了从深水到浅水三维涌浪波场特征的变化情况。同时,本文还首次系统分析了岩质滑坡破碎后的水上运动特征、近岸涌浪破碎指标计算方法以及涌浪沿岸爬高衰减规律。主要结论如下:(1)以滑坡冲击水体时的动量率作为涌浪产生的驱动力,通过静水和波动条件假设实现滑坡体向水体的动量传递,在三维散体滑坡背景下推导出涌浪最大近场波幅的理论表达式。利用实验数据与理论计算结果进行比较发现:(1)三维涌浪最大近场波幅远未达到孤波破碎界限,不会在生成区破碎;(2)当滑坡体入水后完全淹没时,近场最大波幅的理论计算值与试验值基本吻合,证明了理论表达式在深水滑坡中的有效性;(3)对于浅水滑坡,受淹没率影响,当水深小于临界水深时试验结果出现与理论曲线相反的变化趋势。(2)破碎后的岩质滑坡在滑向水面的过程中沿厚度方向产生速度梯度使得滑坡体分层滑向水面,滑坡最大厚度随着滑动距离的增加呈指数衰减。此外,对于宽而厚的岩质滑坡,当滑坡厚度衰减到一定程度时出现“蝶翅形”的运动特征。(3)滑坡体滑入浅水时,会在涌浪生成区上方形成大范围的浪溅区。浪溅区内的水体作为耗散项不参与到造波过程中,导致滑坡体动能向涌浪波能的能量转换率较低。通过能量均分假设,计算出三维岩质滑坡滑动能向初始波峰波能的转换率为1%7%,向涌浪波列的转换率为1%18%。由三维浅水滑坡诱发的涌浪在近场区域共发现三种波形:非线性振荡波、非线性过渡波和涌波,它们的产生范围由滑动弗劳德数F和相对滑坡厚度S决定。(4)三维涌浪径向衰减:(1)当入射角度θ在±75?以内时,初始涌浪波面振幅沿滑坡滑动主方向向两侧的衰减规律满足(co sθ)n,且初始波谷的衰减速度要大于初始波峰;(2)初始涌浪沿相对径向传播距离r的衰减满足幂函数关系,且在顺直河道中衰减系数为常数,在弯曲河道中衰减系数随θ变化。(5)初始波峰的传播速度除了在极深水条件下(a/h<0.05)会在浅水线性波无量纲相位波速上出现较大幅度的振荡外,其他时候波速与孤立波波速非常接近;而初始波谷的传播速度则大部分在孤立波波速以下,计算时应取其平均无量纲相位波速。(6)在弯曲峡谷水库近岸区共发现两处涌浪破碎带:一处位于滑槽中轴线附近与滑坡体宽度大小相当的区域,称为正向涌浪破碎带;另一处位于夹角在15°25°的凸岸上,称为斜向涌浪破碎带。当相同波前的涌浪在近岸区破碎时,斜向涌浪的破碎指标较大,由浅水变形引起的弯岸波高变化也更加明显。根据实验结果,建立了Hb/L0形式的近岸涌浪破碎指标计算公式。(7)用初始波峰近岸破碎高度对Synolakis孤立波爬高定律进行修正,并通过实验数据对修正公式在水库弯曲段最大涌浪爬高计算中的有效性进行验证。结果表明:除了少数近岸涌浪未破碎情况下的预测结果偏大外,大部分试验测量值与修正公式计算值吻合较好。此外,对沿岸爬高测点记录的数据进行无量纲化处理,并将测点位置用坐标方位角表示,得到径向涌浪沿岸爬高衰减规律。最后,通过巫山红岩子滑坡涌浪对研究结果进行实例分析。