滑坡碎屑流持速效应机理研究

基本信息
批准号:41202200
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:张明
学科分类:
依托单位:中国地质大学(武汉)
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:林彤,汤罗圣,孙淼军,宋友建
关键词:
剪切强度变化机理滑坡碎屑流碎屑流堆积物剪切强度变化规律持速效应
结项摘要

The granular flow transformed from landslide can always travel a long distance at a high speed and lead to a calamity, therefore, it is very necessary to study the mechanism that leads to the high speed and long run-out of the granular flow. Speed maintaining effect, which means the capability to maintain the flowing speed, is one of the most important reasons leading to the high speed and long run-out , while the shear strength at its bottom is the key factor that affects the speed maintaining effect. But because of the complexity of the granular flow itself, the shear strength parameter at its bottom during flowing has not been obtained so far. The research project plans to study the changing law and mechanism of the shear strength at the bottom of granular flow during its flowing through the longitudinal sections in the deposits of granular flow transformed from the Wenjiagou and the Niumiangou landslides triggered by 2008 Wenchan earthquake. First, the structure, grain size distribution and mechanical parameters of the deposits along the section are analyzed to study the structure of the granular flow and mechanical status, fragmentation, movement laws of the grains during the flowing course, which gives the clues to study the changing mechanism of shear strength at the bottom of the granular flow. Then the grain material will be sampled at the bottom of the deposits and tested with large-scale direct shear and ring shear tests, through which shear strength parameters and its changing laws along the longitudinal section and as shear distance increasing will be obtained. Meanwhile, distinct element method will be used to model the dynamic course of granular flow to analyze the the changing law of the microscopical dynamic parameters during its flowing. The parameters obtained from numerical modeling ,in-situ research and geotechnical tests can be proofed and complemented from each other. Based on the above research results, the changing law and mechanism of the shear strength at the bottom of the granular flow are studied, the mechanism of the speed maintaining effect is revealed.

滑坡碎屑流具有高速远程的运动特征,往往造成灾难,对其高速远程机理进行研究极为必要。滑坡碎屑流的持速效应,即由于摩擦阻力减小而保持高速运动的能力,是其能够高速远程的重要原因之一,而碎屑流流动过程中底部的剪切强度又是持速效应的关键。但是由于滑坡碎屑流自身的复杂性,目前还没有获取碎屑流底部剪切强度参数的报道。拟利用文家沟和牛眠沟滑坡碎屑流堆积物出露的纵向剖面,分析剖面上碎屑物的堆积特征、颗粒级配和力学性质变化,研究碎屑流运动过程中的内部结构和颗粒的受力、破碎、运动规律等细观动力学参数,进一步研究剪切强度变化机理;取底部碎屑物质进行粗粒土大直剪试验和环剪试验获取碎屑流底部剪切强度及变化规律;利用颗粒流数值模拟再现滑坡碎屑流的动力学过程,分析剪切强度和细观动力学参数变化规律,结果与堆积物现场和试验研究相互补充和验证。通过上述研究获取滑坡碎屑流流动过程中底部剪切强度变化规律及机理,揭示其持速效应机理。

项目摘要

在我国西南山区,高速远程滑坡碎屑流引起的群死群伤事件频繁发生,但是目前国际上对滑坡碎屑流的高速远程机理即持速效应机理还没有定论,难点在于获取碎屑流运动过程中的微观动力学参数。本项目以牛眠沟、文家沟和武隆鸡尾山滑坡碎屑流为研究对象,利用现场调查和遥感影像,建立了典型高速远程滑坡碎屑流的地质模型,查明了它们的宏观动力学过程;利用文家沟滑坡碎屑流堆积物中被泥石流和雨水径流切割形成的纵剖面,查明了碎屑流堆积物的堆积结构;利用室内环剪试验模拟了碎屑流的长距离流动剪切过程,利用离散元数值方法模拟了武隆鸡尾山滑坡碎屑流失稳破坏至碎屑流流动的全过程,获取了碎屑流流动过程中颗粒的受力、破碎和运动规律,获取了粒间及碎屑流底部的剪应力变化机理与规律,获取了碎屑流流动过程中动能、应变能和重力势能的转化与变化规律。研究认为,滑坡碎屑流的持速效应机理包括以下2个方面:(1)碎屑流流动过程中,颗粒碰撞和剪切破碎导致颗粒级配减小,进一步导致颗粒间以及碎屑流底部与地面之间的摩擦阻力下降,粒间摩擦阻力下降可以使碎屑流更容易向平面上扩展,且减小摩擦耗能;碎屑流底部与地面之间的摩擦阻力降低,可以促进碎屑流的整体运动;(2)颗粒之间发生碰撞和能量传递,前部颗粒接受后部颗粒传递的动能从而能够运动得更远。本项目的研究结论对国内外该领域的研究具有一定的指导意义,同时,可以为我国西南山区的高速远程滑坡碎屑流致灾范围预测提供理论依据。本项目在国内外权威期刊上公开发表论文4篇,其中3篇被SCI收录,1篇被EI收录,研究成果获得国内外同行的好评。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
3

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
4

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

DOI:
发表时间:2020
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

张明的其他基金

批准号:11705190
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31860643
批准年份:2018
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21307122
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51477124
批准年份:2014
资助金额:79.00
项目类别:面上项目
批准号:11732015
批准年份:2017
资助金额:350.00
项目类别:重点项目
批准号:81571640
批准年份:2015
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:69872033
批准年份:1998
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:51409001
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51772082
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51305198
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61007031
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30860192
批准年份:2008
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51777086
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:31601443
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71774158
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:81860537
批准年份:2018
资助金额:34.80
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31371025
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:60979018
批准年份:2009
资助金额:16.00
项目类别:联合基金项目
批准号:11172147
批准年份:2011
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:81371530
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81470895
批准年份:2014
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:50873085
批准年份:2008
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:71271113
批准年份:2012
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:51273172
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61673389
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31160421
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11773062
批准年份:2017
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
批准号:31700021
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51205384
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21875083
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:20704015
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51608452
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51404103
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90307002
批准年份:2003
资助金额:25.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61273202
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81871331
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51704215
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81770748
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:41772334
批准年份:2017
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61072081
批准年份:2010
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:81903674
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81402752
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1633119
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:联合基金项目
批准号:51504025
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60974037
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:11103055
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31871092
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81171318
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:71403266
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11272273
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:81701095
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1233101
批准年份:2012
资助金额:36.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81200598
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50907029
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51705265
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61801368
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51278385
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21905282
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81360175
批准年份:2013
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:50373034
批准年份:2003
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:21902093
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870686
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:81271020
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:39770903
批准年份:1997
资助金额:11.00
项目类别:面上项目
批准号:60674040
批准年份:2006
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:21374037
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:31460603
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31660273
批准年份:2016
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81600030
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30770717
批准年份:2007
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:41472264
批准年份:2014
资助金额:98.00
项目类别:面上项目
批准号:50973041
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:51608373
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

高速滑坡碎屑流机理研究

批准号:40171067
批准年份:2001
负责人:王治华
学科分类:D0113
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
2

滑坡碎屑流中碎屑颗粒的变形破碎与能量转化及其宏观动力学效应

批准号:41772334
批准年份:2017
负责人:张明
学科分类:D0705
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

干碎屑流滑坡规模频率分布的研究

批准号:41807291
批准年份:2018
负责人:李郎平
学科分类:D0706
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

高速远程滑坡-碎屑流“裹气流态化”减阻机理研究

批准号:41172260
批准年份:2011
负责人:程谦恭
学科分类:D0705
资助金额:76.00
项目类别:面上项目