基于细观力学的斜坡无粘性土水流-渗流耦合搬运机制与实验研究

项目名称： 基于细观力学的斜坡无粘性土水流-渗流耦合搬运机制与实验研究

项目编号： No.11172213

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 谢立全

作者单位： 同济大学

项目金额： 56万元

中文摘要： 斜坡土体水力搬运的力学机制研究是控制水土流失、改善人类生存环境的重要课题之一，尤其是坡面水流与渗流联合作用下的土体侵蚀内在机理研究亟待开展。本申请项目通过研制坡面流-渗流共同作用下斜坡土体搬运过程细观模拟的实验装置，开展系统的试验，再现向外渗流作用下的坡面流土体侵蚀过程，并借助高分辨率数字图像技术，在细观力学基础上揭示斜坡土体搬运机理及产沙机制。主要研究内容：系统分析向外渗流对坡面流流速、流态、床面剪切应力和泥沙运动状态以及产沙量的影响；深入分析斜坡土颗粒搬运的发生、发展过程；定量研究不同渗流比降、渗流强度、土体物理力学性能和不同坡面流条件下，坡面土颗粒的临界切应力、冲刷外移产沙强度以及坡面流输沙力；建立斜坡土体的动力学响应细观模拟方法，并对产沙进行模拟预测。 该项研究将向外渗流作用引入坡面流侵蚀机理研究，这对于完善水土流失基本理论，精确预报和防治坡面流侵蚀，具有重要的理论和工程意义。

中文关键词： 细观力学；坡面流；渗流；侵蚀；可视化

英文摘要：

英文关键词： Microscopic mechanics；surface flow；seepage；soil erosion；visualization