基于SPH-DEM并行计算的滑坡涌浪模拟

0 引言

滑坡灾害若发生于水库、湖泊、河道等水体附近，会激起巨大涌浪并导致次生灾害。涌浪不仅直接损害邻近的码头、桥梁、公路等重要基础设施，其传播过程中引发的水面骤变还会将岸边船只、行人卷入水中，造成的后果往往远超过滑坡本身[1]。尤其当滑坡体接近大坝时，涌浪可能翻越大坝并对项体结构造成破坏。因此，研究水库滑坡及其诱发的涌浪对于预测和评估灾害范围具有重要意义。

对滑坡涌浪的常见研究方法有模型实验法、经验公式法和数值模拟法[2]。模型实验的结论与规律一般适用于特定对象或案例，如Harbitz等[3]采用三维缩尺模型实验对挪威西部多个不稳定岩质滑坡涌浪的产生、传播和爬坡过程进行了研究;黄波林等[4]通过白鹤滩库区王家山滑坡涌浪缩尺物理模型，对低 Fr 数涉水滑坡涌浪的产生、传播特征进行了试验分析；黄锦林等5使用缩尺模型实验对乐昌峡水库的滑坡涌浪风险进行了评估。

经验公式法方面，近些年相关学者针对不同工程展开分析，也总结了众多经验公式。如任坤杰[通过量纲分析与回归分析给出了整体滑坡体的首浪高度经验公式；殷坤龙等推导出适合于三峡库区滑坡的涌浪计算系列公式；马倩等8根据试验结果，结合经典波浪爬坡经验公式推导出了新滑坡涌浪爬高公式；Heller等[在对前人实验数据综合分析的基础上提出了波浪产生参数 P 以综合表示涌浪源特征等。数值模拟法一般采用N-S、SWE等作为控制方程进行求解，以获得滑坡涌浪物理场在时间尺度上的变化规律。……