滑坡涌浪波远场特性及爬坡机理研究

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滑坡引起的涌浪灾害是自然界常见的现象,当滑坡入水后,掀起的巨大涌浪会对居民及其他建筑物造成极大的威胁。因此对产生的涌浪波特性及爬坡机理进行研究,对于滑坡涌浪的灾害防治具有重大意义。本文主要研究内容及结论如下:(1)研究不同形状下滑坡体对涌浪波的远场影响,得出浅水中近场首波对滑坡的形状敏感,而深水中远场首波对滑坡的形状不敏感,通过数值模拟分析水深和弗劳德数对首波的影响,得出涌浪波振幅随着弗劳德数的增加而增大。(2)利用参考文献中的实验装置进行模型验证,对不同水深下的工况进行分析,结果表明:实验波与模拟波的计算结果近似重合,说明拟采用的数学模型及参数的选择符合实际,也为下一步的数值模拟分析奠定良好的基础。(3)通过分析涌浪波的特性,从而得出波速与水深的关系,波速与孤立波速度大小的对比及波高与波长之间的关系。通过分析波速与孤立波速度之间的关系,可以预测下一个涌浪波的波速变化趋势,通过分析相对波高与相对波长的关系可以判别涌浪波属于何种类型。(4)分析涌浪波的爬坡行为,区分波浪的破碎类型,描述涌浪波在平板斜坡和有植被斜坡上的波浪爬坡特征。结果表明:波浪的最大爬高不一定是首波产生,有可能是后续波浪产生,波峰速度呈单调下降趋势。在产生的涌浪波中,随着波浪的传播,产生了非线性震荡波和非线性过渡波。随着滑坡角度的增加,波浪破碎数量逐渐减小。(5)将模拟结果的爬坡高度与经验公式进行对比,比较两者之间的误差,通过分析波高与坡度的关系,证明公式预测的准确性。本文研究可为滑坡涌浪的模型建立、计算、模拟、及涌浪波的特性研究提供参考,对滑坡涌浪的爬高预测具有重要意义。
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