基于光滑粒子流体动力学方法的泥石流冲击桥墩试验模拟

作者：梁恒; 李吉林; 刘发明; 张伦; 付刚; 李明清; 何思明

来源：岩土力学, 2021, 42(05): 1473-1484.

DOI：10.16285/j.rsm.2020.1107

• SPH方法
• 泥石流
• 桥墩
• 冲击
• 流固耦合

采用Bingham流体模型描述泥石流的动力学行为,将桥墩视为地形条件,在光滑粒子流体动力学(smoothparticle hydromechanics,简称SPH)方法的框架上引入边界斥力改进边界条件,构建了泥石流冲击桥墩的三维数值计算模型。基于水槽试验对不同黏性的泥石流冲击桥墩的堆积过程及冲击力时程曲线特性进行了分析,根据水槽试验建立物理模型,实现了不同流变参数和重度的泥石流冲击桥墩的三维动力演化过程模拟,并对不同流变参数的泥石流堆积过程及冲击力时程曲线模拟结果进行了分析。从流体力学的角度对模拟结果进行分析,指出忽略湍流形成的能量耗散是导致稀性泥石流运动过程模拟与试验结果差异的主要原因,并讨论了不同黏性条件下泥石流冲击桥墩的防护措施。研究成果为泥石流冲击桥墩三维数值计算模型的进一步优化提供了理论支撑。

• 单位
  成兰铁路有限责任公司; 中国科学院成都山地灾害与环境研究所; 中国中铁二院工程集团有限责任公司