国家自然科学基金(41272336)
- 作品数：19 被引量：76H指数：6
- 相关作者：孙红月尚岳全蔡岳良潘攀张文君更多>>
- 相关机构：浙江大学杭州市勘测设计研究院浙江树人大学更多>>
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- 相关领域：天文地球建筑科学环境科学与工程水利工程更多>>
- 斜倾盖板水石分流池的分流能力分析被引量：1
- 2016年
- 针对水动力条件这一泥石流重要的激发因素,提出一套新型的水石分流系统,系统主要由倾斜盖板分流池和虹吸排水管组成.水石分流系统可以高效快速的排泄沟谷内的水体,消除超强水动力条件,对于抑制泥石流发生或减小其规模意义重大.依据水力学相关理论,建立计算分流量和分流率的方法,计算结果与一处实际分流池工程实测数据吻合较好.对影响分流能力的主要参数(盖板长度、宽度和倾斜角度)分别进行了6种不同取值下的分流率计算,结果表明:盖板宽度和角度的变化对于分流影响相当,长度变化所带来的影响最显著,应作为控制分流率时的主要调整对象.
- 潘攀魏振磊尚岳全王翔宇
- 关键词：泥石流
- 泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系被引量：4
- 2017年
- 我国常年遭到泥石流灾害的侵袭,由此造成的损失不计其数。泥石流拥有巨大冲击力,其中大部分来自其中裹挟的大颗粒。文中对稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系进行了研究。以斜坡上的球形颗粒为研究对象,分析了球体受到的上举力、推移力、有效重力;使用概率论的理念解决了颗粒在斜坡上的随机分布问题,得到了各个外力的力臂期望,并求解了颗粒临界起动时的力矩平衡方程,获得了颗粒起动的作用流速,进而将之转化为断面平均流速,由此得到了稀性泥石流中大颗粒的起动与水流条件的关系。这对泥石流防治工程,特别是排水设施的设计具有一定参考意义。
- 汤碧辉孙红月
- 关键词：泥石流概率论起动流速
- 高扬程虹吸保障条件分析与合理管径选择数值模拟被引量：7
- 2014年
- 富水性斜坡易产生滑坡进而形成泥石流,斜坡排水是防止地质灾害的重要手段。虹吸排水具有实时性和免动力等优势,但因斜坡排水涉及高扬程,在虹吸管内的低压环境中流动液体会发生强烈的空化现象,从而产生气液两相流。在间歇性虹吸排水过程中,如果不及时将析离的气泡带走,气泡会积聚在虹吸管顶点附近,最终破坏虹吸过程。通过对管内两相流型分析,发现只有形成完整的弹状流,才能将气泡带走,保证虹吸的长期有效。采用流体数值计算软件FLUENT的VOF模型,分别对管径为4、5、6、8mm的虹吸管内气液两相流型进行模拟。结果表明:管径小于5mm的条件下,表面张力起主要作用,形成完整弹状流;管径大于6mm的条件下,形成附壁弹状流。该结论通过物理模型试验也得到证明。
- 熊晓亮孙红月张世华蔡岳良
- 关键词：虹吸排水
- 黏性泥石流对球型大颗粒启动的临界条件分析被引量：5
- 2018年
- 泥石流是一种破坏力巨大的地质灾害,其破坏力主要来源于浆体中裹挟的大颗粒。相近速度情况下,相同体积的大颗粒比液相浆体拥有更大的冲击力。本文针对黏性泥石流沟内大颗粒的滚动启动,建立了合理并且较为简洁的计算模型。水流条件是泥石流爆发的关键因素,通过分析计算球型大颗粒在浆体冲击下受到的上举力、推移力、有效重力等,考虑支承颗粒和启动颗粒相对位置的随机分布问题,求解大颗粒临界启动时的力矩平衡方程,得到对应的上游来流临界条件。临界启动流速公式符合普适性规律,并且通过计算流体软件FLUENT对3个典型算例的数值模拟,得到的数值解与理论解吻合得较好。本文结论对黏性泥石流沟的防治工程设计,特别是水石分流中排水流量的计算具有一定借鉴意义。
- 汤碧辉孙红月胡杭辉吴纲翁杨
- 关键词：数值模拟
- 基于matlab的边坡虹吸排水渗流场分析被引量：8
- 2014年
- 地表降雨入渗会引起边坡地下水位的上升,进而降低边坡的稳定性,因此降低地下水位对增加边坡的稳定性极其重要。虹吸排水是一种免动力并且能排除坡体深部地下水的措施,利用matlab优越的求解能力对虹吸排水后边坡内的地下水浸润曲线分布进行研究来寻求相对合理有效的虹吸排水孔位置,研究过程中对虹吸排水采用近似的点汇来处理,比较接近实际的工程。研究的结果表明浅部排水孔适合边坡应急而深部排水孔可以有效提高边坡长期稳定性和缓冲下一次降雨引起的边坡地下水位抬升,可为实际工程提供参考。
- 张世华孙红月熊晓亮张文君
- 关键词：虹吸排水MATLAB
- 边坡虹吸排水技术的工程应用被引量：6
- 2015年
- 边坡虹吸排水具有施工方法简单、造价低和破坏坡面范围小等特点。但以往研究没有解决长期有效性及虹吸排水深度不能超过10 m的限制,在工程边坡排水中未能得到应用。作为首个应用虹吸方法进行边坡深部长期排水的示范工程,采用了斜孔方案和利用4 mm管径的弹状流控制技术,实现了边坡深部排水和虹吸过程的长期有效。通过对虹吸排水的原理、系统建设施工方法及应用效果等进行了分析讨论。
- 赵荐周斌蔡岳良
- 关键词：边坡地下水虹吸排水工程应用
- 边坡虹吸排水管内空气积累原因及应对措施被引量：13
- 2014年
- 坡体地下水位上升是诱发滑坡的重要因素,实时排出地下水是防治边坡地质灾害的有效手段。虹吸排水具有免动力和流动过程由液位变化自动控制的物理特性,可满足实时排出坡体地下水的需要,但虹吸管中空气积累会导致虹吸过程中断,制约了边坡虹吸排水技术的推广应用。溶解于水的空气因虹吸管内压力降低而释出是形成气泡的物理基础。实验结果表明,虹吸进水口水面以上垂直高度3.5m以上就会出现大量气泡,经过虹吸顶点后,气泡发生强烈的兼并形成大气泡。当虹吸管的进出水口的水头差较大时,气泡间的水弹容易推动气泡从出水口排出。当虹吸管直径大于5mm时,缓慢的虹吸流动,会发生管内气泡的积累,最终破坏虹吸过程;虹吸管的直径小于4mm时,可以形成基本稳定的弹状流。因此,为保持边坡虹吸过程长期有效,经常性降雨并且坡体地下水丰富的地区可选用直径为5mm的虹吸管,非经常性降雨的地区应选择小于等于4mm的虹吸管。
- 孙红月熊晓亮尚岳全蔡岳良
- 关键词：边坡虹吸排水弹状流
- 滑坡虹吸排水方法被引量：21
- 2015年
- 排水是治理滑坡的有效方法。虹吸具有免动力实现水体的跨越输送和流动过程由液位变化自动调整等特性,非常适合控制滑坡地下水位上升的需要。但最大虹吸扬程10m和间歇性排水可能产生虹吸管顶部空气积累,制约了滑坡虹吸排水方法的推广应用。利用向下倾斜钻孔进入坡体深部,保持地下水位控制点与孔口高差小于10m,就可实现滑坡深层地下水的降排要求。通过控制虹吸排水管的直径,使虹吸管内形成稳定弹状流就可以防止空气积累,从而实现虹吸过程的持续有效。薄缝模型的能量法推导,已经证明了虹吸管形成稳定弹状流的最大管径约为4mm,长期静置模型验证了4mm直径的PA管完全可以形成完整的弹状流。虹吸排水工程实例证明,选择4mm虹吸管,可以实现滑坡深层排水且在间歇性虹吸过程中自动恢复虹吸。
- 尚岳全蔡岳良魏振磊潘攀
- 关键词：滑坡排水虹吸斜孔
- 泥石流平均流速的MLS模型预测被引量：3
- 2016年
- 泥石流的流速预测是泥石流灾害防治的核心问题之一。由于泥石流流速的影响因素众多,需要寻求能够综合反映泥石流流速影响因素的预测模型。移动最小二乘法(MLS)预测模型具有自学习和自组织及捕捉到影响因素数值微小变化的能力,可以解决泥石流流速预测存在的一些问题。采用云南蒋家沟泥石流流速实测数据作为训练样本和预测样本,以泥深、比降、密度、颗粒的平均粒径作为输入因子。讨论了用MLS方法进行泥石流平均流速预测的可行性与有效性,并将预测结果与经验公式、BP神经网络以及支持向量机进行了对比。结果表明,MLS方法的最大预测误差为4.6%,平均误差为2.7%,预测精度优于经验公式、BP神经网络及支持向量机方法。MLS方法可以为泥石流防治提供更准确的科学依据。
- 魏振磊孙红月潘攀尚岳全
- 关键词：泥石流平均流速
- 水石流起动的流量控制研究被引量：7
- 2016年
- 沟谷中水石流的发生不仅需要一定的坡度,还需要一定的水深。对于确定的沟谷,其断面形式是一定的,通过研究水石流发生时层移运动厚度与沟谷中所需最小水深的相关关系,并利用均匀流的水力学模型理论分析水深与流量的关系,可建立沟谷中层移层厚度与沟谷中水流流量关系,从而确定水石流发生时层移运动厚度与所需流量的关系。通过运用数学推导的方法,得出汇水动力区接触松散堆积物前的均匀流水深h水与水石流层移运动厚度z的关系式,表明在特定沟谷坡度和堆积物特性一定的条件下,水深是决定松散堆积物转化为层移层厚度大小的动力关键因素,纵坡坡度、沟谷断面形式以及横坡系数大小都会对水深产生影响。随着沟谷坡度的增大,水石流起动所需的清水水深变小。基于这理论分析结果,工程上可通过流量控制的方法,实现最低限度的分流,避免松散堆积物整体性的层移运动,防止水石流的发生。
- 陈晓辉孙红月梅成张文君钱文见
- 关键词：水石流流量控制沟谷断面纵坡
