地震触发高速远程滑坡气垫效应的研究

2008年5月12日汶川8.0级强烈地震造成了大量的人员伤亡和巨大的财产损失。汶川地震由于地震震级高、持续时间长、震区地形地质环境复杂,因而触发了大量的崩塌、滑坡等次生地质灾害。特别是其中的高速远程滑坡,由于气垫效应的影响,更是造成了极为惨重的地质灾难。 本文选取汶川地震触发的典型高速远程滑坡—青川东河口滑坡为例,通过数值风洞试验研究的手段和数值求解运动微分方程组的方法,对地震触发高速远程滑坡的气垫效应进行了研究,取得了以下主要成果: (1)基于计算流体力学软件FLUENT对已有的高速滑坡风洞试验模型进行模拟研究,模拟结果与实体模型风洞试验结果吻合较好。 (2)建立东河口高速远程滑坡相应的数值模型,进行了针对其凌空飞行阶段气垫效应的数值风洞试验,研究了影响高速滑体飞行气垫效应的不同因素。 (3)建立高速滑体近程凌空飞行运动的微分方程组,利用数值风洞的试验结果,通过数值解法求解该方程组,分析和探讨了气垫效应作用下高速滑体的运动规律。 研究结果表明,与东河口滑坡实际调查的抛射飞行距离相比较,考虑气垫效应的飞行距离更加接近滑坡的实际情况。由于气垫效应的影响,使得高速滑体在空中的飞行时间更长,飞行距离更远。本文的研究内容,初步揭示了地震触发高速远程滑坡的动力特征和运动规律,为地震灾区的防灾减灾工作提供科学依据。