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径流条件下散粒体斜坡的颗粒冲刷启动机理
被引量:
2
1
作者
樊立敏
符文熹
+1 位作者
魏玉峰
陈向东
《四川大学学报(工程科学版)》
CSCD
北大核心
2017年第S2期128-134,共7页
为研究地表径流对散粒体斜坡的冲刷侵蚀效应,根据斜坡坡面径流和坡内渗流特征建立散粒体斜坡径流-渗流耦合模型。该模型利用Navier-Stokes方程描述淹没区坡面径流,利用Brinkman-extended Darcy方程描述散粒体斜坡坡内渗流。径流区和渗...
为研究地表径流对散粒体斜坡的冲刷侵蚀效应,根据斜坡坡面径流和坡内渗流特征建立散粒体斜坡径流-渗流耦合模型。该模型利用Navier-Stokes方程描述淹没区坡面径流,利用Brinkman-extended Darcy方程描述散粒体斜坡坡内渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足Neal和Nader提出的流速相等和剪应力连续双边界条件。采用Navier-Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程分别联立连续性方程推求出径流区和渗流区的流速分布。分析流速理论表达式可知,影响斜坡表部径流流速和坡体内部渗流流速的主要因素有斜坡坡度、径流水深、斜坡散粒体的孔隙率和渗透率,且流速随其增大而增大。为探究在径流条件下散粒体斜坡坡面颗粒的冲刷启动机理,引入Newton内摩擦定律求得径流区和渗流区交界面上的切应力,并对颗粒发生滑动和滚动两种情况分别进行受力分析,给出颗粒滑动和滚动两种运动方式相应的失稳判据。分析两种判据可知:1)颗粒发生滑动时,其抗滑稳定安全系数主要受散粒体斜坡坡度、颗粒的内摩擦角、颗粒半径、径流水深、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的影响,随颗粒的内摩擦角、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的增大而增大,随散粒体斜坡坡度和径流水深的增大而减小;2)颗粒发生滚动与否主要取决于散粒体斜坡坡度、径流水深、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率,且其值越大,颗粒越容易失稳。
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关键词
散粒体斜坡
径流
-
渗流
耦合
切应力
冲刷机理
失稳判据
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职称材料
考虑地表径流拖曳力效应多层边坡稳定性分析
被引量:
2
2
作者
向云龙
符文熹
周洪福
《中国农村水利水电》
北大核心
2018年第6期145-150,156,共7页
为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。采用NavierStokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流...
为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。采用NavierStokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出坡面径流拖曳力。利用刚体极限平衡理论对径流状态下多层边坡的稳定性进行分析,得出每层土的稳定系数。并结合工程实例讨论径流水深、边坡坡度和上下部土层厚度分别对上下部土层稳定系数的影响。结果表明,考虑地表径流拖曳力效应时,上部土体的安全系数下降了9.95%,下部土体的安全系数下降了4.99%。因此,在进行多层边坡稳定性分析与计算中,应考虑地表径流拖曳力作用。
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关键词
多层边坡
径流
-
渗流
耦合
拖曳力
刚体极限平衡理论
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职称材料
水流拖曳力对斜坡浅层土稳定性的影响分析
被引量:
3
3
作者
王启茜
周洪福
+1 位作者
符文熹
叶飞
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期759-766,共8页
为研究强降雨条件下地表径流和裂隙水流的拖曳力作用对斜坡稳定性的影响,建立斜坡地表径流和地下水渗流耦合分析模型。采用Navier-Stokes方程描述地表径流和裂隙水流,Brinkman-extended Darcy方程描述土体和岩石中的渗流,并根据不同介...
为研究强降雨条件下地表径流和裂隙水流的拖曳力作用对斜坡稳定性的影响,建立斜坡地表径流和地下水渗流耦合分析模型。采用Navier-Stokes方程描述地表径流和裂隙水流,Brinkman-extended Darcy方程描述土体和岩石中的渗流,并根据不同介质交界面处流速相等及剪应力连续的边界条件,推求各介质中的流速分布。应用Newton内摩擦定律求得水流对斜坡产生的拖曳力,进而将拖曳力嵌入刚体极限平衡理论对斜坡稳定性进行分析。典型斜坡实例计算结果表明,当未考虑拖曳力效应时,斜坡的安全系数为1.164,考虑水流对斜坡土体产生拖曳力效应时,斜坡的安全系数为1.089,斜坡安全系数降低了6.44%。这表明拖曳力作用对斜坡的稳定性存在不利影响,斜坡土体在近乎临界稳定状态下拖曳力将对斜坡失稳起到决定性作用。最后分别讨论了考虑拖曳力和不考虑拖曳力情况下斜坡的安全系数与径流水深、斜坡倾角、土层厚度之间的关系。分析表明,在其他条件相似的条件下,斜坡越陡,斜坡土体的安全系数下降越明显;斜坡安全系数随着斜坡倾角增加而不断降低,随着土层厚度的增加而不断降低。
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关键词
拖曳力效应
斜坡土浅层稳定性
径流渗流耦合
流速分布
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职称材料
考虑裂隙水流拖曳力效应的平推式滑坡稳定性
被引量:
3
4
作者
向云龙
符文熹
周洪福
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第S2期173-177,共5页
为研究滑面裂隙水流拖曳力对平推式滑坡稳定性的影响,建立平推式滑坡渗流–径流耦合模型。该模型采用Navier–Stokes方程描述滑面裂隙径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述软弱层多孔介质渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续...
为研究滑面裂隙水流拖曳力对平推式滑坡稳定性的影响,建立平推式滑坡渗流–径流耦合模型。该模型采用Navier–Stokes方程描述滑面裂隙径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述软弱层多孔介质渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出滑动面裂隙径流拖曳力。利用刚体极限平衡理论对径流状态下平推式斜坡的稳定性进行分析,得出修正后的平推式斜坡抗滑稳定安全系数和后缘裂隙临界水深之间的关系。并结合工程实例讨论后缘水深、滑面倾角和滑面裂隙宽度对安全系数的影响。结果表明,考虑底部裂隙流体拖曳力效应时,滑坡安全系数下降了5.90%。因此,在进行平推式滑坡稳定性分析与计算中,应考虑滑动面裂隙水流拖曳力作用。
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关键词
平推式滑坡
径流
–
渗流
耦合
拖曳力
抗滑稳定系数
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职称材料
含贯通裂缝的软弱夹层受水力冲刷破坏的水深研究
5
作者
朱崇林
雷孝章
+1 位作者
符文熹
叶飞
《中国农村水利水电》
北大核心
2019年第2期139-143,154,共6页
为研究水流对含贯通裂缝软弱夹层的冲刷效应,对含贯通裂缝的软弱夹层建立了无限延伸的径流-渗流耦合水力冲刷模型。该模型用Navier-Stokes方程描述裂缝通道中的裂缝水流,用Brinkman-extended Darcy方程描述软弱夹层中岩土体渗流,然后根...
为研究水流对含贯通裂缝软弱夹层的冲刷效应,对含贯通裂缝的软弱夹层建立了无限延伸的径流-渗流耦合水力冲刷模型。该模型用Navier-Stokes方程描述裂缝通道中的裂缝水流,用Brinkman-extended Darcy方程描述软弱夹层中岩土体渗流,然后根据不同介质交界面处流速相等及剪应力连续的边界条件来推求各个介质中的流速分布。根据土颗粒起动破坏时的流速与土颗粒受力的数学关系,推导出裂缝底部土颗粒起动时的临界起动速度;考虑底部土颗粒受水流冲刷时的摩阻效应,结合径流-渗流耦合水力冲刷模型,得出裂缝通道底部的土颗粒受水流冲刷破坏时的临界水深。分析表明,临界水深随着颗粒的重度和颗粒间的黏聚力的增大而增大,随着裂缝通道的坡度、岩土体的孔隙率和渗透率的增大而减小。
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关键词
贯通裂缝
水力冲刷
径流
-
渗流
耦合
临界水深
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职称材料
题名
径流条件下散粒体斜坡的颗粒冲刷启动机理
被引量:
2
1
作者
樊立敏
符文熹
魏玉峰
陈向东
机构
四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室水利水电学院
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室环境与土木工程学院
出处
《四川大学学报(工程科学版)》
CSCD
北大核心
2017年第S2期128-134,共7页
基金
国家重点基础研究发展计划资助项目(2015CB057903)
中国博士后科学基金资助项目(2016M590890)
四川省科技计划专项资助(2014SS027)
文摘
为研究地表径流对散粒体斜坡的冲刷侵蚀效应,根据斜坡坡面径流和坡内渗流特征建立散粒体斜坡径流-渗流耦合模型。该模型利用Navier-Stokes方程描述淹没区坡面径流,利用Brinkman-extended Darcy方程描述散粒体斜坡坡内渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足Neal和Nader提出的流速相等和剪应力连续双边界条件。采用Navier-Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程分别联立连续性方程推求出径流区和渗流区的流速分布。分析流速理论表达式可知,影响斜坡表部径流流速和坡体内部渗流流速的主要因素有斜坡坡度、径流水深、斜坡散粒体的孔隙率和渗透率,且流速随其增大而增大。为探究在径流条件下散粒体斜坡坡面颗粒的冲刷启动机理,引入Newton内摩擦定律求得径流区和渗流区交界面上的切应力,并对颗粒发生滑动和滚动两种情况分别进行受力分析,给出颗粒滑动和滚动两种运动方式相应的失稳判据。分析两种判据可知:1)颗粒发生滑动时,其抗滑稳定安全系数主要受散粒体斜坡坡度、颗粒的内摩擦角、颗粒半径、径流水深、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的影响,随颗粒的内摩擦角、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的增大而增大,随散粒体斜坡坡度和径流水深的增大而减小;2)颗粒发生滚动与否主要取决于散粒体斜坡坡度、径流水深、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率,且其值越大,颗粒越容易失稳。
关键词
散粒体斜坡
径流
-
渗流
耦合
切应力
冲刷机理
失稳判据
Keywords
loose granular slope
coupling of runoff and seepage
shear stress
scouring mechanism
instability criterion
分类号
TV121 [水利工程—水文学及水资源]
TV139.1 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
考虑地表径流拖曳力效应多层边坡稳定性分析
被引量:
2
2
作者
向云龙
符文熹
周洪福
机构
四川大学水利水电学院水力学与山区河流保护国家重点实验室
中国地质调查局成都地质调查中心
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2018年第6期145-150,156,共7页
基金
国家自然科学基金项目(41772321)
国家重点基础研究发展规划("973"计划)项目(2015CB057903)
+2 种基金
中国地质调查局基础地质调查项目(DD20160272)
四川省科技支撑计划(2014SS027)
四川省教育厅科自然科学重点项目(JYTZD2016-001)
文摘
为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。采用NavierStokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出坡面径流拖曳力。利用刚体极限平衡理论对径流状态下多层边坡的稳定性进行分析,得出每层土的稳定系数。并结合工程实例讨论径流水深、边坡坡度和上下部土层厚度分别对上下部土层稳定系数的影响。结果表明,考虑地表径流拖曳力效应时,上部土体的安全系数下降了9.95%,下部土体的安全系数下降了4.99%。因此,在进行多层边坡稳定性分析与计算中,应考虑地表径流拖曳力作用。
关键词
多层边坡
径流
-
渗流
耦合
拖曳力
刚体极限平衡理论
Keywords
multi-layer slope
coupling of runoff and seepage
drag force
the limit equilibrium theory of rigid body
分类号
TV121.2 [水利工程—水文学及水资源]
TU94 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
水流拖曳力对斜坡浅层土稳定性的影响分析
被引量:
3
3
作者
王启茜
周洪福
符文熹
叶飞
机构
四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室
四川大学水利水电学院
中国地质调查局成都地质调查中心
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期759-766,共8页
基金
国家重点基础研究发展规划(973计划)项目(No.2015CB057903)
国家自然科学基金(No.41772321)
+1 种基金
中国地质调查局基础地质调查项目(No.DD20160272)
四川省国际合作项目(No.2018HH0082)~~
文摘
为研究强降雨条件下地表径流和裂隙水流的拖曳力作用对斜坡稳定性的影响,建立斜坡地表径流和地下水渗流耦合分析模型。采用Navier-Stokes方程描述地表径流和裂隙水流,Brinkman-extended Darcy方程描述土体和岩石中的渗流,并根据不同介质交界面处流速相等及剪应力连续的边界条件,推求各介质中的流速分布。应用Newton内摩擦定律求得水流对斜坡产生的拖曳力,进而将拖曳力嵌入刚体极限平衡理论对斜坡稳定性进行分析。典型斜坡实例计算结果表明,当未考虑拖曳力效应时,斜坡的安全系数为1.164,考虑水流对斜坡土体产生拖曳力效应时,斜坡的安全系数为1.089,斜坡安全系数降低了6.44%。这表明拖曳力作用对斜坡的稳定性存在不利影响,斜坡土体在近乎临界稳定状态下拖曳力将对斜坡失稳起到决定性作用。最后分别讨论了考虑拖曳力和不考虑拖曳力情况下斜坡的安全系数与径流水深、斜坡倾角、土层厚度之间的关系。分析表明,在其他条件相似的条件下,斜坡越陡,斜坡土体的安全系数下降越明显;斜坡安全系数随着斜坡倾角增加而不断降低,随着土层厚度的增加而不断降低。
关键词
拖曳力效应
斜坡土浅层稳定性
径流渗流耦合
流速分布
Keywords
drag force effect
stability of slope shallow soil
coupling of runoff and seepage
velocity distribution
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
考虑裂隙水流拖曳力效应的平推式滑坡稳定性
被引量:
3
4
作者
向云龙
符文熹
周洪福
机构
四川大学水利水电学院水力学与山区河流保护国家重点实验室
中国地质调查局成都地质调查中心
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第S2期173-177,共5页
基金
国家自然科学基金项目(41772321)
国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2015CB057903)
+2 种基金
中国地质调查局基础地质调查项目(DD20160272)
四川省科技支撑计划(2014SS027)
四川省教育厅科自然科学重点项目(JYTZD2016-001)
文摘
为研究滑面裂隙水流拖曳力对平推式滑坡稳定性的影响,建立平推式滑坡渗流–径流耦合模型。该模型采用Navier–Stokes方程描述滑面裂隙径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述软弱层多孔介质渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出滑动面裂隙径流拖曳力。利用刚体极限平衡理论对径流状态下平推式斜坡的稳定性进行分析,得出修正后的平推式斜坡抗滑稳定安全系数和后缘裂隙临界水深之间的关系。并结合工程实例讨论后缘水深、滑面倾角和滑面裂隙宽度对安全系数的影响。结果表明,考虑底部裂隙流体拖曳力效应时,滑坡安全系数下降了5.90%。因此,在进行平推式滑坡稳定性分析与计算中,应考虑滑动面裂隙水流拖曳力作用。
关键词
平推式滑坡
径流
–
渗流
耦合
拖曳力
抗滑稳定系数
Keywords
horizontal-push landslide
runoff-seepage coupling
drag force
anti-sliding stability coefficient
分类号
TU457 [建筑科学—岩土工程]
P642.22 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
含贯通裂缝的软弱夹层受水力冲刷破坏的水深研究
5
作者
朱崇林
雷孝章
符文熹
叶飞
机构
四川大学水利水电学院
四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2019年第2期139-143,154,共6页
基金
国家自然科学基金项目(41772321)
四川省国际合作项目(2018HH0082)
中国地质调查局基础地质调查项目(DD20160272)
文摘
为研究水流对含贯通裂缝软弱夹层的冲刷效应,对含贯通裂缝的软弱夹层建立了无限延伸的径流-渗流耦合水力冲刷模型。该模型用Navier-Stokes方程描述裂缝通道中的裂缝水流,用Brinkman-extended Darcy方程描述软弱夹层中岩土体渗流,然后根据不同介质交界面处流速相等及剪应力连续的边界条件来推求各个介质中的流速分布。根据土颗粒起动破坏时的流速与土颗粒受力的数学关系,推导出裂缝底部土颗粒起动时的临界起动速度;考虑底部土颗粒受水流冲刷时的摩阻效应,结合径流-渗流耦合水力冲刷模型,得出裂缝通道底部的土颗粒受水流冲刷破坏时的临界水深。分析表明,临界水深随着颗粒的重度和颗粒间的黏聚力的增大而增大,随着裂缝通道的坡度、岩土体的孔隙率和渗透率的增大而减小。
关键词
贯通裂缝
水力冲刷
径流
-
渗流
耦合
临界水深
Keywords
continuous crack
hydraulic erosion
runoff-seepage coupling
critical depth
分类号
TV142 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
径流条件下散粒体斜坡的颗粒冲刷启动机理
樊立敏
符文熹
魏玉峰
陈向东
《四川大学学报(工程科学版)》
CSCD
北大核心
2017
2
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职称材料
2
考虑地表径流拖曳力效应多层边坡稳定性分析
向云龙
符文熹
周洪福
《中国农村水利水电》
北大核心
2018
2
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职称材料
3
水流拖曳力对斜坡浅层土稳定性的影响分析
王启茜
周洪福
符文熹
叶飞
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
3
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职称材料
4
考虑裂隙水流拖曳力效应的平推式滑坡稳定性
向云龙
符文熹
周洪福
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
3
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职称材料
5
含贯通裂缝的软弱夹层受水力冲刷破坏的水深研究
朱崇林
雷孝章
符文熹
叶飞
《中国农村水利水电》
北大核心
2019
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