强震可能诱发库岸滑坡-涌浪-漫坝灾害链, 是威胁高坝安全的极端灾变过程. 当前研究多聚焦于灾害链的单一环节, 缺乏从震源破裂、地震动传播、滑坡涌浪至坝体响应的全过程直接物理与数值模拟研究, 难以揭示链生灾害的演化机制与动力耦合效应. 本研究构建了基于物理机制的地震-滑坡-涌浪灾害链及大坝动力响应的SEM-FEM-SPH-FEM多尺度数值模拟框架, 耦合谱元法(SEM)、有限元法(FEM)、光滑粒子流体动力学(SPH)等方法. 该框架具体包括以下部分:(1)震源破裂-滑坡模拟:基于谱元法获取从震源到局部场址的空间非均匀地震动场, 建立库区局部边坡FEM-SPH动力耦合模型, 实现从震源破裂到空间地震动触发滑坡启动、滑移和堆积的全过程模拟, 克服传统地震滑坡模拟均匀输入假设与预设滑裂面的局限;(2)滑坡模型重构与映射:由于采用分阶段模拟策略, 建立基于Alpha Shape算法与动量守恒原则的滑坡体重构与映射方法, 保证了滑体几何形态与动力学参数的精准传递, 实现震源破裂-滑坡与滑坡-涌浪数值模型的跨模型衔接;(3)库区滑坡-涌浪-大坝相互作用模拟:构建滑坡体-库水-大坝SPH-FEM耦合模型, 精细模拟滑坡体入水激发涌浪及其与坝体结构的流固耦合效应. 本文提出的模拟框架首次实现了从震源破裂、空间地震动触发滑坡、滑坡体入水激发涌浪、涌浪传播并冲击大坝结构的灾害链全过程情景数值模拟. 本文进一步应用该框架, 对某典型库区潜在滑坡体在地震作用下的失稳滑动及其触发涌浪-漫坝的全过程进行了情景模拟分析. 本研究可为水电工程枢纽的地震型链生灾害风险评估提供关键技术支撑.
Jiang et al. (Wed,) studied this question.