斜坡上土体抗冲性与岸滩稳定衰变机理研究

岸滩侵蚀失稳现象几乎存在于世界上所有江河海岸，其过程及演变机理极其复杂，目前还缺少系统合理描述的理论和方法。本项目重点考虑水流紊动耗散输移作用及水土耦合作用力学机理，结合实测资料分析、水槽试验，揭示土体在斜坡上猝发几率及起动剪切应力的变化规律，建立斜坡上土体颗粒起动冲刷与水流紊动特性的力学模型和参数化关系；建立非粘性土岸滩在水力冲刷作用下侧向输移模式及输移速率的计算方法，完善非粘性土体水下休止角以及动水中稳定岸坡的表达式；模拟二元结构岸滩经水流紊动掺混分层侵蚀输移及坍塌失稳变化过程、型式，揭示坍塌体在坡脚处堆积形态、输移规律及对水流结构和岸滩形态的反馈机理。归纳总结，建立包含水流冲刷力、土体颗粒物理特性等影响因素的岸滩动态稳定分析力学模型。本项目研究成果对于深入认识岸滩水力侵蚀机制，完善河道横向演变理论，提高岸滩变形过程预测的可靠性，指导水体环境安全规划具有重要的科学意义和实用价值。

岸滩侵蚀失稳现象几乎存在于世界上所有江河海岸，其过程及演变机理极其复杂,目前还缺少系统合理描述的理论和方法。本项目重点考虑水流紊动耗散输移作用及水土耦合作用力学机理，结合实测资料分析、水槽试验，揭示了土体在斜坡上猝发几率及起动剪切应力的变化规律；着重研究了非粘性土及粘性土塌岸淤床交互影响过程，建立非粘性土岸滩在水力冲刷作用下侧向输移模式及输移速率的计算方法，建立了非粘性土体水下休止角以及动水中稳定岸坡的表述模式；模拟非粘性土、粘性土以及二元结构组成岸滩经水流紊动掺混分层侵蚀输移及坍塌失稳变化过程、型式，揭示了坍塌体在坡脚处堆积形态、输移规律及对水流结构和岸滩形态的反馈机理。归纳总结，建立了包含水流冲刷力、土体颗粒物理特性等影响因素的岸滩动态稳定分析力学模式，揭示了不同河道形态特性、不同材料组成的岸坡在水力作用下崩塌失稳的力学过程及失稳特性。本项目研究成果对于深入认识岸滩水力侵蚀机制，完善河道横向演变理论，提高岸滩变形过程预测的可靠性，指导水体环境安全规划具有重要的科学意义和实用价值。