云南洗石沟泥石流的颗粒流模型研究.pdf

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1、图书分类号：学校代码：务和由着播☆：：论文题目云南洗石沟泥石流的颗粒流模型研究硕士生姓名刘耀阳第一导师姓名王泽根（教授）第二导师姓名专业学位类型工程硕士工程领域名称建筑与土木工程研究方向岩土工程二〇一五年六月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复

2、制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密（请在以上相应括号内打々”）学位论文作者签名：指导教师签名：？机年石月⋯曰一年‘月曰西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的研究生学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的

3、同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名夕输夕年石月日摘要本文的工作围绕泥石流颗粒流模型的建立和分析展丌，调查了洗石沟的概况，在泥石流堆积区实地取样后带回实验室进行测试，得到了泥石流堆积物的物理特性与力学特性。对比了目甜各种泥石流数值模型的特点，发现颗粒流模型能够更好地还原泥石流的过程。依据颗粒流接触力学模型选择了恰当的接触本构，同时结合试验结果计算出了当地的岩石碰撞回弹系数。根据所选择的接触本构确定了的颗粒流细观参数，建立了的直剪试验模型与岩石碰撞回弹模型，按照室内试验结果与计算得到的岩石碰撞回弹系数对细

4、观参数进行标定。随后在中建立了泥石流的颗粒流模型，使用将泥石流坡道二维形态导入到中。使用命令记录检测石块的速度与位置变化趋势，使用命令记录某一时刻所有颗粒的位置与速度，并给出了数据处理的方法。首先依据泥石流形态变化进行分析，从宏观上看，泥石流可分为一个大的阵流与若干较小阵流，泥石流前端刚好进入堆积区时整体的变化最为激烈，随后运动逐渐衰减，发现泥石流趋于停止时堆积区固体物源呈稳定角度堆积。然后分别基于监测石块的方法与类方法分析，结果基本一致。泥石流前端进入堆积区能量减小后，其余部分泥石流也会受到影响。根据泥石流萨维奇数与温度的分布可知，泥石流内部流

5、态较复杂，变迁十分突然，大都处于快速流与慢速流两种极端状态。运动中的泥石流前端运动较为激烈，颗粒碰撞频繁、能量传递较大，碰撞作用占优；处于中部的泥石流相对稳定，惯性作用占优，碰撞与能量传递很少；尾部的泥石流则又处于激烈状态，与前端类似，碰撞作用占优；堆积区的泥石流却又较为稳定，也是惯性作用占优。关键词：泥石流数值模型；颗粒流；理论；AbstractThispapercenteredaroundbuildingandanalyzingthedebrisflowparticlemodel.First，，，，，：；；；目录第章绪论弓目泥石流数值模拟现状

6、唯象的方法非唯象的方法泥石流颗粒流模型存在的问题研究内容创新点第章颗粒流与软件简介颗粒流分类快速流慢速流中速流依据力链的颗粒流分类离散颗粒力学模型基于接触力学的模型硬球模型软球模型软件简介基本理论接触力机械阻尼接触本构接触刚度模型滑动模型连接模型本章小结：第章洗石沟概况自然地质条件交通与位置气象与水文地形地貌地层岩性3.1.5区域地质构造、新构造运动与地震水文地质条件泥石流形成条件泥石流灾害情况泥石流灾害史泥石流类型及易发性土样分析泥石流堆积物颗粒结构特征含水率颗粒比重密度孔隙率土样的力学特性泥石流流速一次泥石流过流总量其他参数石块杨氏模量与泊松

7、比泥石流沟道土的力学性质本章小结第章参数标定的直剪模型模型直剪试验的标定岩石碰撞回弹试验碰撞恢复系数‘碰撞恢复系数与粘滞阻尼的关系泥石流沟坡道恢复系数岩石碰撞试验的模型本章小结：第章泥石流的颗粒流模型颗粒流的类拉格朗方法模型的建立生成坡面生成泥石流5.2.3监测石块数据处理记录与转换数据计算本章小结第章结果分析泥石流形态随时间的变化特征石块位置与速度变化规律泥石流剪切速率的分析泥石流萨维奇数的分析泥石流温度分析不同阶段泥石流温度分布泥石流各部位温度的变化本章小结第章结论与展望结论展望攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果丙南石油大学硕士学位论文第章

8、绪论引言泥石流（是山区特有的地质灾害，是发育在山地斜坡上或沟谷中饱含泥、砂、石的固、液相颗粒流体⑴。通常情况下，泥石流是在暴雨（或融雪、