水庫(kù)庫(kù)岸滑坡涌浪災(zāi)害分析與計(jì)算

任興偉,唐益群1,,楊 坪1,,王建秀1,

(1.同濟(jì)大學(xué)巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200092;2.同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系,上海 200092)

大型高速水庫(kù)庫(kù)岸滑坡產(chǎn)生巨大的涌浪,不僅能沖毀水工建筑物、堵塞河道,更重要的是隨著涌浪的傳播和疊加,有可能造成潰壩等嚴(yán)重水庫(kù)失事事故。隨著三峽大壩的建成和運(yùn)營(yíng),以及西南水電建設(shè)的大力發(fā)展,大型庫(kù)岸滑坡災(zāi)害的評(píng)價(jià)、分析及預(yù)測(cè)成為意義重大的研究課題,涌浪災(zāi)害即是其中之一。

本文總結(jié)分析了國(guó)內(nèi)外幾種最常用的涌浪的估算方法包括Noda法、美國(guó)土木工程協(xié)會(huì)推薦法、水利水電科學(xué)院經(jīng)驗(yàn)公式法、潘家錚法等,并對(duì)其各自的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍等進(jìn)行了歸納總結(jié),在此基礎(chǔ)上,對(duì)潘家錚方法提出了兩種修正方法:修正計(jì)算系數(shù)法和分解疊加法。修正計(jì)算系數(shù)法考慮了岸坡角度對(duì)涌浪初始浪高的影響,在潘家錚算法對(duì)滑坡水平運(yùn)動(dòng)模式和垂直運(yùn)動(dòng)模式下初始涌浪高度進(jìn)行求解的基礎(chǔ)上,利用線性插值原理,推導(dǎo)出了滑坡斜向運(yùn)動(dòng)模式下的初始涌浪高度的計(jì)算公式,從而使潘家錚算法適應(yīng)于岸坡傾斜變形這一更加普遍的變形運(yùn)動(dòng)模式;相對(duì)于修正計(jì)算系數(shù)法從整體角度對(duì)初始涌浪高度進(jìn)行了修正,分解疊加法則是從分解滑體速度角度對(duì)其進(jìn)行修正,首先分別求出水平運(yùn)動(dòng)、垂直運(yùn)動(dòng)所激起的涌浪,然后考慮岸坡角度、水深、滑體運(yùn)動(dòng)時(shí)間及滑體體積等因素的影響,提出相應(yīng)的浪高折減系數(shù),最后對(duì)兩部分進(jìn)行疊加。該方法僅探討性的提出了修正公式形式,未能給出其求解的具體公式和方法。

文章從滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、巖土體強(qiáng)度參數(shù)的選取、滑坡速度計(jì)算、初始涌浪高度計(jì)算及涌浪的傳播衰減的角度建立了一套比較完整的滑坡涌浪災(zāi)害的評(píng)價(jià)體系。以三峽庫(kù)區(qū)某滑坡為例,根據(jù)修正后的算法對(duì)其初始涌浪高度進(jìn)行了計(jì)算,利用計(jì)算結(jié)果采用潘家錚方法對(duì)涌浪的傳播及爬坡高度進(jìn)行了分析計(jì)算,并對(duì)計(jì)算結(jié)果和實(shí)際資料進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明,計(jì)算值和實(shí)際調(diào)查值吻合較好。研究成果具有一定的理論意義和參考價(jià)值。