2011年三峡库区坝前水位首次蓄水达到175m,这标志着三峡水库已经达到预定的设计标准,开始正常的运营。三峡库区崩塌滑坡众多,据不完全统计,库区二、三期共监测崩塌滑坡3028处,在高水位及以后水库水位变动因素影响下,从宜昌到重庆600多公里的库岸滑坡活动性必然显著加强,潜在滑坡失稳概率大大增加,库区的地质灾害预警防治工作也需要进一步加强。滑坡涌浪作为水库库岸滑坡主要的次生灾害,造成人员伤亡、经济损失和环境破坏的例子屡见不鲜,如1961年中国柘溪水库的塘岩光大型滑坡、1963年意大利的瓦依昂水库滑坡、1985年三峡库区新滩滑坡等引起的涌浪均造成严重的后果。滑坡涌浪灾害研究是一个复杂的岩土工程和水利工程问题,影响水库库岸滑坡涌浪的因素也是十分复杂,有滑坡规模、形状、入水速度、滑动面倾角、水深、河道宽度、河道横断面形状、河道弯曲程度等。目前国内外学者在定量评价滑坡涌浪时,大大简化了涌浪的影响因素,忽略了滑坡涌浪灾害的库岸地质模型,河道多为平直的矩形河道,这样计算的涌浪值与实际值有很大的差距。因此,将滑坡运动过程与产生涌浪及传播衰减过程结合起来,通过力学分析研究涉水滑坡运动速度计算模型,同时结合物理模型试验研究三峡库区滑坡涌浪的形成过程及传播规律,开展水库滑坡涌浪灾害的预测研究对三峡库区安全航运、制定涌浪灾害应急预案和紧急避险方案具有重要的理论和实践意义。目前全国已建大型水库约500座,白鹤滩、溪洛渡等大型在建水电站也即将投入运行,滑坡及其次生涌浪灾害同样严重威胁着这些水库的安全运营,滑坡涌浪分析计算理论及技术方法的研究成果可以为类似水库滑坡灾害的预警工作提供有效的技术支撑,具有重大的推广应用价值。论文首先分析三峡库区新滩滑坡、千将坪滑坡和龚家方滑坡三个滑坡涌浪灾害实例的成因机理与涌浪特征,归纳总结滑坡涌浪灾害研究中典型的地质模型和河道模型。接着采用量纲分析方法得出了滑坡涌浪高度与不同影响因素的无量纲形式。然后统计分析三峡库区从库首到库尾一百多个潜在滑坡和古滑坡的地质资料,设计滑坡涌浪模型试验的正交试验方案和单因素试验方案。同时选取白水河滑坡河道为原型建立1：200的室内河道物理模型,研制了试验控制系统,合理布置试验量测系统,开展了滑坡涌浪三维物理模型试验。基于模型试验的量测数据和滑坡涌浪形成过程图片,结合波浪力学相关知识,分析了滑坡涌浪的形态特点,以国内外经典的Noda公式和潘家铮公式为基础,增加了滑坡规模函数和滑动面倾角函数,提出了三峡库区滑坡涌浪的经验公式。为了更准确滑坡涌浪计算中的速度参数,通过运动块体水阻力实验,分析了涉水滑坡运动过程中受到的水阻力大小,提出了涉水滑坡失稳后的速度计算模型。在此基础上,利用该滑坡速度计算模型分别对新滩滑坡、千将坪滑坡和龚家方滑坡进行了计算与反分析。在滑坡涌浪传播的理论分析方面,通过运用浅水波理论中的连续性方程和运动方程,借助分离变量法和线性渐进方法,对不同河道断面特征下滑坡涌浪急剧衰减阶段的涌浪特征进行了理论解析,最后结合缓慢衰减阶段考虑沿程水头损失的计算公式,以新滩滑坡为例对滑坡沿程传播浪进行了计算。通过上述围绕滑坡涌浪灾害的分析和研究,论文主要取得了以下一些成果和结论：(1)三峡库区典型库岸滑坡涌浪灾害实例分析通过对新滩滑坡、千将坪滑坡和龚家方滑坡这3个三峡库区涌浪灾害实例的地形地貌、滑体特征、成因机理、运动过程和涌浪特征等分析,归纳总结这三个滑坡实例代表的地质模型和河道模型。其中新滩滑坡代表的地质模型为堆积体沿基岩面滑动的滑坡,代表的河道模型为大然河道条件下滑坡体厚度接近于河道水深的宽广河道；千将坪滑坡代表的地质模型为堆积体后缘层间剪切前缘切层滑动的滑坡,代表的河道模型为河道蓄水条件下滑坡体厚度接近于河道水深；龚家方滑坡代表的地质模型为崩滑堆积体沿基岩面滑动的滑坡,代表的河道模型为河道蓄水条件下滑坡体厚度远小于河道水深。(2)研究了滑坡涌浪三维物理模型试验装置设备和方法通过对三峡库区已经开展勘探的潜在滑坡的地质资料进行统计分析,按照正交试验设计方法,制定了包含滑坡规模、入水速度、滑动面倾角、滑坡失事处最大水深、水下岸坡坡角和对岸岸坡坡角等滑坡涌浪影响因素的试验方案。选取三峡库区白水河滑坡的上下游河道地形为原型,在遵守几何相似、运动相似和动力相似条件的前提下,建立了1：200比例尺的河道物理模型,研究了包括滑动控制设备、载物滑车、吊车设备的实验控制系统,采用电容式波高仪、高速摄影仪组成了实验量测系统,开展了首浪、对岸爬坡浪和滑坡上下游传播浪的物理模犁试验。(3)滑坡涌浪形态分析及最大首浪的定义通过分析滑坡入水后不同时刻的涌浪形态变化图片,将滑坡涌浪的形成、发展和消散过程分为三个阶段：第一个阶段是滑块沿着滑动面进入水体阶段。滑坡以一定规模和速度入水,通过能量传递给周围受推挤的水体,表层水体受到冲击作用呈现为舌状形态向前运动,直接溅落到水面或拍打到对岸岸坡。第二个阶段是滑坡涌浪的形成阶段。随着滑块沿着滑面持续下滑入水,滑块尾部形成的空腔内外水位差越来越大,周围水体由于快速进入空腔相互碰撞产生巨大的水花团,很快在附近的地方跌落。同时由于能量的持续传递,滑块周围形成涌浪,并向四周传播,其中涌浪高度以滑块滑动方向上最大,我们定义此涌浪高度为最大首浪。第三个阶段是滑坡涌浪传播与哀减阶段。滑坡涌浪形成后在固有河道特征影响下传播到周围的水体,一个是由本岸传播到对岸,然后形成了爬坡浪；另一个是沿着河道传播,受河道宽度和干支流影响逐渐衰减。(4)提出了适合三峡库区的滑坡涌浪计算模型采用敏感性分析方法对滑坡最大首浪高度的各个影响因素进行分析,发现滑坡入水速度对滑坡最大首浪高度的影响最为敏感,其次依次为：滑体长度、宽度、滑面倾角、滑体厚度、水深。以国内外经典的Noda和潘家铮提出的滑坡涌浪公式为基础,基于试验量测数据,采用量纲分析方法和多元非线性回归分析方法,提出了包括首浪、对岸爬坡浪和沿程传播浪的三峡库区滑坡涌浪计算模型。(5)基于水阻力试验的涉水滑坡速度计算模型为了确定滑坡涌浪计算中的速度参数,设计了运动块体水阻力实验,分析了不同面积和速度的块体迎水面受到的水阻力大小。应用条分法沿滑面方向和垂直滑面方向建立运动方程,采用浮重度计算涉水滑坡水下部分的重力,结合试验所得水阻力计算模型,得到涉水滑坡失稳后的速度计算模型。(6)典型滑坡涌浪灾害的计算与反分析典型滑坡涌浪灾害的计算与反分析要兼顾到滑坡速度、滑坡入江体积、滑坡发生处对岸的爬坡浪高度,因计算方法只是实际滑坡涌浪问题的一种求解手段,不可能用一个折减系数就能反应实际的动摩擦抗剪强度参数,因此,折减系数应该在一定范围内取值。以条分法的速度计算方法和依据物理模型试验修正后的三峡库区滑坡涌浪计算公式为计算依据,我们计算了新滩滑坡、千将坪滑坡和龚家方滑坡三峡库区典型滑坡灾害实例的最大首浪、对岸爬坡浪和沿程传播浪。结合实地调查资料可以看出,当A在0.8-0.95之间取值时,滑坡速度、对岸爬坡浪高度和沿程传播浪的计算结果是基本合理的,论文依据物理模型试验所修正的三峡库区滑坡涌浪计算公式可以为三峡库区滑坡涌浪的预警预报提供较为可靠的技术支撑。在滑坡速度及涌浪计算时,除了考虑折减系数外,还应该注意考虑具体滑坡的稳定性及变形情况,滑面的陡缓与起伏程度、滑坡重心离库水位的高低程度等因素。(7)考虑河道横断面形状系数的滑坡涌浪传播研究结合水动力学与流体力学的经典圣维南方程,对滑坡涌浪的河道横断面形状进行函数定义,推导出了包含河道形状系数的连续性方程和运动方程。依据物理模型试验得出滑坡沿程传播浪衰减过程呈先急剧后缓慢的变化规律,在急剧衰减阶段采用线性逼近摄动法对滑坡涌浪的连续性和运动方程进行零阶和一阶线性化,利用分离变量法得出沿程传播浪急剧衰减阶段的解析表达式。由滑坡沿程传播浪急剧衰减阶段的理论解析公式可知,在急剧衰减阶段,V形河道特征下滑坡涌浪衰减最快,U形河道其次,矩形河道衰减最慢。结合缓慢衰减阶段考虑沿程水头损失的计算公式,以新滩滑坡为例对滑坡沿程传播浪进行了计算分析,并将计算结果和实验公式进行对比分析,认为本文提出的考虑河道形状系数的急剧衰减理论公式适用于比较狭窄的河道。