山崩连续体模式之数值仿真

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1、增刊1福建地质GeologyofFujian141山Landslidesimula崩连续体模式之数值仿真tionswithcontinuumhydrodynamicmodels郭志禹1张国桢2蕃安佑1’2陈健志3戴义钦4董家钧3陈柔妃5’6(1.中央研究院应用科学研究中心,台北,11529;2.台北科技大学土木番,台北,10608)3.国立中央大学地球科学系,中坜,32001;4.成功大学水利及海洋工程学系,台南,70101;5.国立中央大学应用地质研究所,中坜,32001;6.中国文化大学地质系,台北,11114)Recentadvancesinlandslid

2、e/avalanchemodelingD-43havebeenenablingUStOinvestigatethekinematicsofsuchcatastrophiceventswithmuchmoredetails.Taiwanislocatedinare-gionwhereseismicactivitiesandextremeweatherconditionsfrequentlyoccur.Oneoftheircommonconsequencesistheslopefailure.Inthepastdecodes,wewitnessedatleastthr

3、eegiantlandslides:Tsaoling,Jiufenershanlandslides,triggeredbytheChi—Chiearthquakein1999,andShiaolinlandslide,triggeredbytheheavyrainfallofMorakottyphoonin2009.Theirslidvolumesare125,42,24millioncubicmeters,respectively.Thecommonobserva—tionsarethattheselandslidesarerapidrockavalanches

4、withvelocitiesestimatedhigherthan40m/secandthedepositparticleshavesizesrangingfromsub—millimetersuptOafewtenthsmetersindiameters[5_6].Theexcessamountofdebrisparticlesintheselandslidessuggeststhattheiroverallmotionmayfollowthepostulateofthecontinuummechanicsand,conse-quently,exhibitthe

5、characteristicsoffluidflows.Indeed,itiscommontofindtheflowmor-phologyinthedepositareas.Themodelequationsare,therefore,derivedfromthedifferentialformsoftheequationsofmotion,namely,themassandmomentumconservationequations.Forgravitydrivenflows,likelandslides,theflowusuallyhasathicknessmu

6、chsmallerthanitsextensionalongthetopographydirectionsanditsvelocityremainsmainlytangentialtothebasalinterface.Therefore,thedepthshouldbedefinedinthedirectionnormaltothetopography.Thevelocitycomponentisnegligiblysmallalongthisdept卜wisedirectionwhichleadstoahydrostaticpressuredistributi

7、on.Withthehelpofaterrain-fittedcoordinatesystemandformulatingwiththecontravariantvelocity,wecancarryoutthedepthintegrationwithaprescribedvelocityprofile.Thisyieldsatwo—dimensionalmodelwhichnotonlysharesgreatsimilaritieswiththeclassicalshallowwaterequationsbutalsoequipswithcapabilities

8、to收稿日

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