Zonal shear flows with a free surface: Hamiltonian formulation and linear and nonlinear stability     

B.K. Shivamoggi  G.J.F. van Heijst 《地球物理与天体物理流体动力学》2013,107(4):293-301

General theoretical results via a Hamiltonian formulation are developed for zonal shear flows with the inclusion of the vortex stretching effect of the deformed free surface (equivalent barotropic model). These results include a generalization of the Flierl–Stern–Whitehead zero angular momentum theorem for localized nonlinear structures (whether or not on a β-plane), and sufficient conditions for linear and nonlinear stability in the Liapunov sense–the latter are given as estimates in terms of an L ²-type perturbation norm which are global in time and are derived via bounds on the equilibrium potential vorticity gradient.  相似文献   

On the nonlinear evolution of columnar vortices in a rotating environment     

P.G. Potylitsin  W.R. Peltier 《地球物理与天体物理流体动力学》2013,107(5):365-391

We examine the three-dimensional, nonlinear evolution of columnar vortices in a rotating environment. As the initial vorticity distribution, a wavetrain of finite amplitude Kelvin-Helmholtz vortices in shear is employed. Through direct numerical simulation of the Navier-Stokes equations we seek to better understand the process of maturation of the various three-dimensional modes of instability to which such vortical flows are subject, especially those which exist as a consequence of the action of the Coriolis force. In the absence of rotational influence, we thereby demonstrate that the nonlinear evolution of columnar vortices is most strongly controlled by one or the other of two mechanisms. One mechanism of instability is identifiable as a so-called elliptical instability, which promotes the initial bending of vortex tubes in a sinusoidal fashion, while the other is a hyperbolic mode, which is responsible for the development of streamwise vortex streaks in the "braids" between adjacent vortex cores. In the rotating case, anticyclonic vortices are strongly destabilized by weak background rotation, while rapid rotation stabilizes both the cyclones and anticyclones. The strong anticyclones are subject to two distinct forms of instability, namely a Coriolis force modified elliptical instability and an inertial (centrifugal) instability. The former instability is very similar to the nonrotating form of the elliptical instability as it promotes bending of vortex tubes, while the latter instability grows on the edge of the vortex core and generates streaks of vorticity, which surround the vortex core itself. These results of direct numerical simulation fully verify the results of previous linear stability analyses. Taken together, they provide a simple explanation for the broken symmetry that is often observed to be characteristic of the von Karman vortex streets that develop in the atmospheric lee of oceanic islands.  相似文献   

不同掏蚀深度下古城墙的稳定性数值分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

张明泉  马可婧  刘灿  王旭东  薛丽洋  张琳 《地震工程学报》2013,35(1):133-138

以浙江良渚古城的宽顶古场面墙稳定性问题为研究对象,本文针对古城墙可能出现的不同深度的风沙掏蚀的实际工况,通过有限差分软件FLAC3D,建立计算模型进行了稳定性分析,探讨了不同掏蚀深度下城墙破坏机理和规律.研究表明:当城墙墙根掏蚀深度不是很大时,城墙整体稳定,土体开始出现比较小的位移量,掏蚀部位及其周围出现局部塑性破坏现象.随着掏蚀深度的增加,城墙塑性破坏区域不断向城墙体内部、顶部及顶部后缘范围发展,城墙上的土体位移量随着掏蚀深度的增加而呈数量级的增加,直至城墙出现整体崩塌破坏.掏蚀作用加剧了地震作用下城墙体的破坏,在掏蚀部位形成潜在破坏口,内部形成塑性贯通区,造成墙体整体崩塌.  相似文献   

“坎儿井”式排(截)水盲沟在滑坡治理中的应用     

李新珊  何幸萍 《云南地质》2012,(2):220-222

地下水影响滑坡稳定性。采用竖井分段开挖的"坎儿井"式排(截)水工程治理,取得较好效果,值得推广。  相似文献   

武当山隧道进口处滑坡稳定性分析与研究     

卢生强 《新疆地质》2012,30(1):109-112

对武当山隧道进口处Ⅰ号和Ⅱ号滑坡稳定性主要影响因素进行了分析,采用传递系数法对Ⅰ号和Ⅱ号滑坡在天然及饱和状态下的稳定性进行定量计算,利用Flac3d软件对Ⅰ号滑坡在天然及饱和状态时的应力应变进行数值模拟研究.综合分析认为,降雨入渗是加剧武当山隧道进口处滑坡活动触发因素.为保证襄渝铁路运营安全,建议对Ⅰ号滑坡进行削坡处理,对Ⅱ号滑坡在前缘设置抗滑桩进行处理.  相似文献   

基于随机二元指标的边坡稳定性分析          下载免费PDF全文

刘小强  周世良  尚明芳  李怡 《地震工程学报》2011,33(Z1)

考虑岩土体抗剪强度参数的变异性,综合极限平衡法和可靠性理论构建了安全系数概率密度分布函数模型。结合实际工程特点,以安全系数大于临界值为标准构建有效区,将有效区安全系数均值与对应可靠度相乘,得到以安全系数和可靠度为随机二元指标的有效安全系数。以有效安全系数为定量指标,将边坡宏观特征现象与定量分析相联系,构建意义更为明确的边坡稳定性分析及评价方法。通过工程实例对比了有效安全系数与传统评价指标之间的差异。所得结论可为工程建设提供参考和借鉴。  相似文献   

反倾巨厚层状岩体地震滑坡特征分析     

卡毛措  陈冉升  吴玮江  刘高 《地震工程学报》2011,33(Z1)

针对汶川大地震中产生的在反倾巨厚层状岩体中滑坡的特征,以甘肃武都寨子崖滑坡为实例,通过详细的野外地质调查,结合滑坡区的工程地质环境和面波测试成果,综合分析反倾巨厚层状岩质边坡中形成滑坡的条件,研究其特征和演化机制。不发育结构面、尤其不发育缓倾坡外结构面时此类边坡不具备产生重力滑坡的条件;此类斜坡在仅有水平地震力时同样不易形成滑坡,双向地震力共同作用时易产生地震滑坡。  相似文献   

基于Morgenstern-Price法的南京大报恩寺地宫稳定性分析     

王莎  谌文武  李鹏飞  孙光吉 《地震工程学报》2011,33(Z1)

处于中国南方潮湿多雨环境下的古代土遗址,易受雨水的冲刷和浸渍而导致土质松散及崩塌。本文以南京报恩寺地宫、塔基保护技术为研究对象,通过现场试验和变形监测,分析影响其稳定的因素并运用M-P法对其稳定性进行了计算,提出了适用于地宫加固的方案。  相似文献   

岩质高边坡稳定性支持向量机预测方法研究     

缪宁 《云南地质》2011,30(4):487-489,475

提出一种基于支持向量机的岩质边坡稳定性预测方法。该方法地很好的表达了岩质边坡稳定性与其影响因素之间的非线性映射关系,并应用该方法建立了相应的模型。预测结果表明,利用该方法进行岩质边坡稳定性预测是可行的、有效的。  相似文献   

复合采动边坡变形机理及稳定性评价   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐杨青  吴西臣 《工程地质学报》2011,19(4):594-600

在边坡下采煤,井工开采不仅使边坡岩土体结构发生破坏,物理力学强度降低,同时还会引起边坡岩土体中的应力发生重分布,对露天边坡的变形及稳定性将产生较大影响.本文以山西平朔安太堡露天矿东帮边坡在B900工作面井采影响下的位移监测资料为基础,分析总结了露井联合开采条件下边坡变形规律及机理,并结合结构面组合判断、FLAC数值模拟...  相似文献