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摘要：危岩崩塌及大型高速滑坡失稳自身对其波及范围内的构建筑物造成巨大破坏，而伴随其产生的次生灾害-涌浪，其波及、破坏的范围和程度将更为严重。而堰塞坝的形成是一种典型的地质灾害现象，堰塞坝溃坝也将造成极为严重的灾难。为了减少两种灾害及两种灾害链式效应的发生，本文对两种灾害已有的研究结果进行分析。结果表明，目前对涌浪及堰塞坝的研究得到的计算方法多是经验公式，缺乏理论依据；且并未将两种灾害联系进行灾害链的研究。
关键词：涌浪；堰塞坝；灾害；研究现状
1引言
2涌浪计算与堰塞坝稳定性研究现状
2.1涌浪计算研究现状
目前国内外学者对库岸岩石崩塌涌浪作用下堰塞坝稳定性研究很少，基本分为滑坡涌浪作用经验公式和堰塞坝稳定性分别进行研究，没有将两者结合对其造成的灾害链进行研究。因此，本文对库岸岩石崩塌涌浪作用下的堰塞坝稳定性分析进行研究。下面对查阅的文献进行分析。
库岸涌浪的研究主要集中在对滑坡条件下产生涌浪的经验公式、模型试验及数值模拟的研究。
经验公式直接反应了滑坡涌浪特征参数与主要影响因素之间的关系。常用的水库库岸滑坡涌浪经验公式主要有Noda模式、Kamphis和Bowering模式、Slingerland和Voight模式、潘家铮模式、水利院模式等。其中最常用的是Noda模式。Noda模式基于单向流研究，在半无限长水体中考虑了滑坡体垂直下落和水平推动两种极端运动情况，得出了涌浪理论解[2]。
模型试验是研究水库库岸滑坡涌浪特征的重要手段。我校在矩形水槽中开展了方块滑块的涌浪模型试验，分析了初始涌浪高度与滑坡坡度、滑体厚度、固流有效接触面积和水深之间的关系，探讨了传播涌浪高度与初始涌浪高度及传播距离之间的关系[4]。四川大学运用高速摄像机记录滑坡入水形成涌浪的过程，并采用多功能监测系统测量滑坡涌浪形成后沿程传播的水位变化过程线，揭示了滑坡涌浪的初始运动形态特征和衰减变化规律[7]。黄波林、王世昌等模拟了碎裂岩体失稳产生的涌浪在传播过程中波的追逐、叠加及反射波叠加等相互作用过程[15]。
数值模拟能展现崩塌入水引起涌浪的全过程，可以轻易获取涌浪过程中任意时刻涌浪的状态。表现水库库岸涌浪的模型主要有圣维南模型、非恒定流模型、Navier-Stokes模型、Boussinesq模型等，结合有限单元法、有限差分法、有限体积法、边界元法等数值方法进行涌浪分析。
2.2堰塞坝稳定性分析研究现状
目前堰塞坝的稳定性评价方法可分为定性和定量两类，其中定性分析主要分为工程类比法和历史分析法。定性评价中，主要以堰塞坝的形成机制，物质组成和结构特征为基础，判断坝体的抗冲蚀性能。刘怀湘等通过在四川“5.12”震区大量的野外考察与实测工作，分析了堰塞坝泄洪道中河床结构对堰塞坝稳定性的影响。发现震区堰塞坝的泄洪道中常常发育一定的河床结构,堰塞坝的保留坝高比与结构强度有明显的正相关关系。而粗颗粒成分比重较大的堰塞坝,形成的河床结构强度结构强度也往往较大[24]。李守定等根据唐家山滑坡的地质背景,研究滑坡及堰塞体工程地质特征、堰塞体的整体稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆提出地震诱发滑坡→堰塞湖→溃决→洪水的“多米诺”链式灾变研究；含层间剪切带斜坡的工程地质调查分析和地震滑坡危险性研究[26]。
定量分析方法包括统计学方法，模型试验，数值模拟和其他方法。其中Fread的BREACH模型是最常用的统计学模型。但后来经验证，任何统计学模型都不能准确评估所有堰塞坝稳定性。曹永涛等利用概化模型，模拟了堰塞坝采用不同处理方式的效果及溃决过程[27]。Wang用概化的Osman和 Thorne模型模拟唐家山堰塞坝溃口的坍塌过程[28]。张婧等采用了散体模型研究滑坡坝的泄流冲刷问题，试验结果能够清晰的将泄流过程划分为塑流冲刷、溃口快速下切和河道粗化稳定三个阶段[29]。数值模拟能够考虑坝体的力学特性和不同级别结构面的影响，合理分析滑坡堰塞坝的变形过程和过程中产生的应力应变关系，对滑坡坝的稳定性做出合理的评价。
无论是定性还是定量分析，国内外的研究缺乏对堰塞坝坝体渗流作用的分析。现有对坝体渗流问题的研究主要集中在人工坝，如人工坝的渗流计算、渗透变形和控制渗流等，但与人工坝相比，堰塞坝在物质组成、坝体结构和几何形态等方面都有较大的差异，因此人工坝的研究方法和结论不一定适用于堰塞坝。对堰塞坝体渗流问题的研究主要分为坝体材料渗透性和坝体渗流稳定性两大方面。
3结论
近年来国内外学者对涌浪作用的研究集中为滑坡体整体的经验公式，但缺少对库岸岩石崩塌产生涌浪的理论推导；目前堰塞坝稳定性分析各种研究方法局限性显著，堰塞坝稳定性评价缺乏对堰塞坝坝体渗流作用的分析，对于非均匀坝体材料的渗流稳定性研究不充分。此外，现有的堰塞坝渗流稳定分析尚未研究堰塞坝渗流破坏的全过程，且未考虑渗透破坏对坝体材料强度的影响。对于涌浪作用下堰塞坝稳定性分析研究相当缺乏。且涌浪与堰塞坝两种灾害的链式效应危害相较于单一灾害的不可预测性、破坏性更强。因此有必要针对涌浪作用下堰塞坝稳定性分析进行研究。
着眼于涌浪作用与堰塞坝稳定性分析的理论推导，解决涌浪作用下堰塞坝稳定性分析问题，有效减少涌浪、堰塞坝及涌浪与堰塞坝两种灾害的链式效应造成的灾害，是热点科技问题。
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论文作者:易臻彦
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/2
标签：涌浪论文; 滑坡论文; 稳定性论文; 灾害论文; 模型论文; 两种论文; 链式论文; 《防护工程》2019年第7期论文;