基于运动粒子半隐式-刚体耦合的土石混合体滑坡冲击效应数值模拟OA

为探究土石混合体边坡中块石含量与分布位置对滑坡运动特性及冲击效应的影响,提出了一种基于宾汉姆流体模型与Navier-Stokes方程的运动粒子半隐式(moving particle semi-implicit method,MPS)-刚体耦合方法,将MPS粒子聚合为“簇”状刚体以模拟碎石。通过开展系列数值模拟,系统分析了含石率(0%~40%)及块石分布位置(上、中、下部)对滑坡运动过程及对建筑结构冲击力的影响。结果表明:冲击力随含石率增加呈二次函数增长,含石率20%为影响突变临界值;块石空间分布显著改变冲击效应,上部块石起“驱动”作用导致最大冲击力,下部块石则因摩擦阻滞而减弱冲击。研究可为土石混合体滑坡灾害的风险评估与防护设计提供数值分析依据。