2018年04月21日 星期六

高杨等-Engineering Geology:青藏高原高海拔地区各向异性滑坡坝灾变机制的多相态流体数值模拟

作者:高杨 发布时间:2025-09-30
  滑坡坝是青藏高原地区流域性地质灾害链中的关键组成部分,其特性直接控制着堰塞湖的蓄水能力及溃坝后的洪水动态。这些天然坝体有着特殊的岩土材料各向异性,该性质从根本上决定了滑坡坝的溃决模式。然而,由于材料复杂性,对滑坡坝中多相态的数值模拟面临重大挑战。本研究采用多相态流体连续介质模型,以表征各向异性滑坡坝的堆积模式。通过对比滑槽试验和实际滑坡案例的结果,研究表明:(1) 堆积区地形和滑坡分类(碎屑流、泥石流和泥流)共同影响着滑坡坝的三维各向异性特征。这些因素与滑坡坝形成过程中滑体的动态体积分数具有强相关性。(2) 基于多相态流体连续介质模型的滑坡后破坏模拟方法(LPF3D),能够有效捕捉天然滑坡坝在几何形态、粒度分布、泥沙浓度、固-液组成以及各向异性岩土属性方面的关键特性。本研究结果不仅为滑坡-堰塞湖-洪水灾害链的数值模拟提供了新方法,也为流域性地质灾害链的风险评估奠定了重要理论基础。
   
  图1固体颗粒三态计算模型构建
   
  图2固液耦合数值模拟示意图
  
   
  图3V形沟道内固液耦合模拟堆积结果
   
  图4三种滑坡(碎屑流、泥石流和泥流)模拟曲线对比图
   
  图5色东普沟不同类型滑坡坝堆积结果
  
  该研究由国家自然科学基金项目(42177172)和云南省科技计划项目(202403AA080001-4)资助,成果发表于国际工程地质领域权威期刊《Engineering Geology》。
  Yang Gao, Fuzhen Chen, Yueping Yin, Bin Li, Han Zhang, Wenhao Qi.Numerical simulation of anisotropic landslide dam behavior in high-altitude environments of the Tibetan Plateau using a continuum model of multiphase-state fluid. Engineering Geology.doi.org/10.1016/j.enggeo.2025.108385
  

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