滑坡模型试验相似理论与应用探究

"这篇文档是上海交通大学罗先启博士后的学位论文，研究主题为滑坡模型试验理论及其应用。论文探讨了滑坡模型试验的相似理论、相似判据的确定方法，以及如何处理模型畸变问题。作者还研发了一套考虑水库蓄水和大气降雨影响的滑坡物理模型试验系统，包含自动化测试和多种物理量的监测。此外，论文提出了基于模糊评判理论的相似材料选择方法，并通过模型试验对三峡库区滑坡的形成机制进行了深入研究。" 滑坡模型试验是一种用于研究滑坡动态行为和预测其灾害效应的重要手段。在进行模型试验时，必须确保模型与实际滑坡之间的相似性，这涉及多个物理参数的匹配。这些参数包括应力、应变、位移、侧压力、流速、时间、密度、粘聚力、内摩擦角、变形模量、泊松比、渗透系数等。这些参数的相似性是保证模型试验结果可靠性的关键。 2.5.2 参量分析部分指出，应力、应变和位移是模型试验的主要关注点，因为它们直接反映了滑坡体的变化。侧压力、流速、时间、容积含水率、降雨强度、吸力等则是外界因素对滑坡体影响的体现。密度、粘聚力、内摩擦角、变形模量和渗透系数等则决定了模型试验的特性和荷载大小，其中粘聚力和渗透系数的差异可能导致模型的畸变，影响相似性。 2.5.3 部分讲述了建立物理方程的量纲分析过程，强调了选择正确变量的重要性，因为不正确的变量选取可能导致方程冗余或计算错误。即使是像重力加速度这样的常数，也可能在无量纲乘积中起到关键作用。 论文的后续章节详细阐述了滑坡模型试验的相似理论，推导了17个常用参数的相似判据，解决了传统理论在地质力学模型试验中的畸变问题，提出了畸变修正方法。此外，作者构建了一个复杂的滑坡物理模型实验系统，能够模拟降雨和水库水位变化的影响，同时配备了先进的测量技术，如非接触式位移测量和X射线水分测试。 在滑坡模型相似材料的研究中，论文采用模糊评判理论改进了材料选择和配制的过程，使其更加高效和精确。通过模型试验，对三峡库区的千将坪滑坡进行了深入研究，揭示了降雨和库水耦合作用下滑坡孕育与发生机制的规律。 这篇论文对滑坡模型试验的理论和实践进行了全面而深入的探讨，不仅提升了模型试验的科学性和准确性，也为滑坡灾害的预防和治理提供了理论支持。