[发明专利]一种进行滑坡涌浪试验的模型平台及研究原始波的方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程领域，尤其涉及一种进行滑坡涌浪试验的模型平台及研究原始波的方法。

背景技术

在水利工程中，水库库岸滑坡时有发生，滑坡在水库中激起的涌浪有可能给水利设施、港口及航道工程、附近地区人民生命财产等造成较大的地质灾害。大型滑坡可以产生巨大的涌浪，这些涌浪不仅随时对其波及水域的一切造成即时性危害，更重要的是随着涌浪的传播和迭加，有可能造成溃坝、决堤等水库失事事故及航道堵塞、船舶翻沉等海损事故。

水库蓄水后，由于高库水位及水库运行效应的影响，库区内大量潜伏地质隐患的斜坡可能会因此最终暴露成灾，导致大面积的边坡塌滑和库水涌浪。在库区内发生滑坡时，巨大山体在短时间内高速滑入水中，将会激起巨大的涌浪和爬高，当涌浪传至坝前，波浪高度接近或超过坝顶时，必然造成坝顶漫水。库区的爬高可以摧毁库区水面以上的建筑物，在瞬间坝顶大量漫水会给下游造成巨大水灾，同时涌浪波会在瞬间给坝体附加一个巨大的水平推力，影响坝身稳定安全。因此水库岸坡塌滑激起的涌浪，对大坝的安全以及下游广大人民群众的生命和财产安全，都带来极大的危害。另外，随着航运事业的发展，山区通航里程和航行船舶在不断增加。滑坡、崩塌体落入江河之中形成的巨大涌浪，不仅能够推翻或击沉水中船只，造成人身伤亡和经济损失，而且可以击毁航道整治建筑物、对岸建筑设施和农田、道路，落入水中的土石有时形成激流险滩，威胁过往船只、影响或中断航运。由于水库蓄水及水位涨落造成的崩、滑事故，在国内外已有许多的先例。

目前，国内外对滑坡形成的机理和预防措施的研究非常多，对滑坡形成的涌浪的特性及其影响因素的研究尚无完整的理论与计算方法。

发明内容

本发明提供了一种进行滑坡涌浪试验的模型平台及研究原始波的方法，旨在解决目前国内外对滑坡形成的机理和预防措施的研究非常多，对滑坡形成的涌浪的特性及其影响因素的研究尚无完整的理论与计算方法，对于涌浪原始波周期、波高及波长的计算方法准确度不高的问题。

本发明的目的在于提供一种进行滑坡涌浪试验的模型平台，该模型平台包括：滑架、滑槽、水槽、小水槽、测桥、传感器、水位测针、仪器台、堆料场；

所述滑架布置在水槽一侧，所述滑架由布置在所述滑槽末端及距滑槽末端的墩柱及其正上方的两根可以上下调节滑槽前后缘高度的滑杆组成，用于调整滑坡剪出口位置及滑坡前后缘高度，所述滑架下部为一与水槽相连的小水槽；

所述滑槽布置在小水槽上部，用于模拟滑坡体入水前的运动过程，由四块木板组成，滑槽内壁为铁皮，滑槽通过可调节的钢丝绳与滑架上部的滑杆连接；

所述测桥集中布置在所述水槽的一个滑坡入水点附近90°角度范围内，每隔30°角度布置一根所述测桥，所述测桥上设置有所述传感器，所述传感器及水位测针与所述仪器台相连接，所述水位测针、仪器台及堆料场设置在所述水槽的一侧。

进一步，所述测桥包括：测桥I、测桥II、测桥III、测桥Ⅳ；

所述测桥I、测桥II、测桥III及测桥Ⅳ相交于所述水槽墙壁上的一点，作为滑坡的入水点。

进一步，所述传感器包括：1#传感器、2#传感器、3#传感器、4#传感器、5#传感器、6#传感器、7#传感器、8#传感器；

所述测桥I上间隔1m布置所述1#传感器及2#传感器；

所述测桥II上间隔1m布置所述3#传感器及4#传感器；

所述测桥III上间隔3m布置所述5#传感器及6#传感器；

所述测桥IV上间隔1m布置所述7#传感器及8#传感器。

进一步，所述滑槽的尺寸为：长2.5m、宽0.52m、高0.5m；

所述水槽的尺寸为：长20m、宽3m、高1m。

进一步，所述滑坡体的原料土样的的土石比、含水量、碎块石粒径及压实度物理指标参照三峡库区典型土质滑坡按几何比尺及物理比尺来确定的；

滑坡的组成物质主要包括粘土、粉质粘土、碎石、块石，选取土石比2.4∶1，模型滑坡体碎块石粒径为0.5mm～50mm；

依据重力相似准则，模型滑体含水量19.13％，干比重20.36kN/m3，饱和状态时比重21.42kN/m3，饱和度82.84％。

本发明的另一目的在于提供一种确定原始波的周期、波高及波长的方法，所述方法包括以下步骤：

利用数据采集仪器采集的源数据，绘出波浪时域图；

通过波浪时域图并运用零点法和峰谷法获得原始波的周期；

采用峰谷法获得原始波的波高；

用二分法迭代波浪的弥散方程，获得原始波的波长。