【摘要】：近年來,人類對山區(qū)地質(zhì)環(huán)境的擾動不斷加劇,加之極端天氣的作用,導(dǎo)致泥石流災(zāi)害頻繁發(fā)生,嚴重威脅著人民的生命財產(chǎn)安全,制約了山區(qū)經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展。因此,研究泥石流的形成機理,對泥石流災(zāi)害進行合理的演化預(yù)測并找到行之有效的防治措施,繼而建立一套山區(qū)泥石流災(zāi)害形成演化與防治研究的方法體系,已勢在必行。本文以柞水縣金米泥石流為研究對象,通過現(xiàn)場勘察與工程地質(zhì)調(diào)繪,查明了金米泥石流的分區(qū)特征、物源特征,對泥石流的重度、流速、流量、沖擊力等物理力學(xué)參數(shù)進行了分析計算。從地形條件、地質(zhì)條件、水動力條件三方面分析了泥石流的成因,基于環(huán)剪試驗探討了泥石流的形成機理。采用模比系數(shù)分析法推測了泥石流暴發(fā)的周期規(guī)律,探討了泥石流流域的穩(wěn)定性及演化趨勢,對泥石流的危險范圍和風險值做出了預(yù)測。在此基礎(chǔ)上,給出了金米泥石流的防治工程建議。研究取得的主要進展如下:(1)金米泥石流分區(qū)特征明顯,計算泥石流新增固體物源儲量時,按侵蝕模量預(yù)測了坡面侵蝕產(chǎn)生的物源,同時考慮了側(cè)蝕溝道產(chǎn)生的動態(tài)物源量;采用綜合分類的方法,將金米泥石流的類型概述為:自然條件下形成的、由暴雨激發(fā)的、現(xiàn)代高頻水力型、稀性混合類溝谷泥石流。(2)利用胡凱衡的經(jīng)驗關(guān)系式計算得出了金米泥石流啟動的臨界土體含水量為0.354,利用費俊翔的經(jīng)驗公式計算得到了金米泥石流啟動的臨界坡度為13.9°;認為2012年賈家溝發(fā)生的泥石流為滑坡型泥石流,將其轉(zhuǎn)化的過程分為滑體啟動階段、轉(zhuǎn)化階段、泥石流階段;通過環(huán)剪試驗發(fā)現(xiàn)滑體滑動剪切過程中由于顆粒的分層破碎作用導(dǎo)致剪切面處會聚集粒徑較小的粉質(zhì)黏土,并產(chǎn)生液化,這將促進滑體向溝道下游滑動并解體形成泥石流。(3)根據(jù)金米泥石流的特征,將其在一個周期內(nèi)發(fā)展演化分為孕育期、發(fā)展-旺盛期、衰退期三個時期;認為泥石流與降雨具有相似的準周期,利用模比差積曲線法得到了金米泥石流長周期為17~24年,短周期為4~9年;通過作圖擬合得到了賈家溝和豬家溝的縱剖面形態(tài)指數(shù),認為賈家溝目前處于泥石流旺盛階段,豬家溝處于泥石流發(fā)展階段。(4)基于劉希林的預(yù)測模型預(yù)測了泥石流的危險范圍,結(jié)合經(jīng)濟風險和生命風險兩方面因素預(yù)測金米泥石流綜合風險值為797.54萬元。在以上研究的基礎(chǔ)上,建議金米泥石流的防治方案為“兩道攔擋壩+一道谷坊壩+排導(dǎo)渠+擋墻+清淤”。確定了各分項工程的設(shè)計參數(shù),并進行了防治工程的穩(wěn)定性驗算。本文的研究成果可為山區(qū)泥石流災(zāi)害的形成機理研究、發(fā)展演化預(yù)測提供研究思路,并為泥石流的防治提供理論依據(jù)。
【圖文】：

圖 1-1 柞水縣地質(zhì)災(zāi)害危險程度圖本研究在對金米泥石流野外勘察和工程地質(zhì)調(diào)繪的基礎(chǔ)上，分析了該泥石流的特征，探索了泥石流的形成機理及演化規(guī)律，結(jié)合金米泥石流的具體特點針對性出了防治方案，研究結(jié)果不僅可以為金米泥石流的防治提供依據(jù)，更重要的是將為一個典型案例進行詳細剖析，總結(jié)出研究山區(qū)泥石流災(zāi)害形成演化與防治的方系，為山區(qū)泥石流災(zāi)害的形成機理研究、發(fā)展演化預(yù)測提供研究思路，并為泥石防治提供理論依據(jù)。.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2.1 泥石流研究現(xiàn)狀泥石流現(xiàn)象雖然早就存在，但其作為一個獨立的研究對象的時間并不長久。19，Blackwelder 博士發(fā)表了一篇名為《半干旱山區(qū)泥石流的地質(zhì)作用》的文章，是錄的關(guān)于泥石流最早的研究論文[5]。前蘇聯(lián)學(xué)者在二十世紀六十年代曾關(guān)注過杜

第二章 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件第二章 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件2.1 地理位置及交通金米泥石流地處柞水縣小嶺鎮(zhèn)，行政區(qū)劃屬陜西省商洛市，距省會西安約 110km柞水縣與長安、藍田、山陽、寧陜等縣接壤，縣內(nèi)有 S302 和 S307 兩條省道，可經(jīng)S307 省道至小嶺鎮(zhèn)，但路況較差。隨著 2018 年 12 月水陽高速的正式通車，小嶺鎮(zhèn)的交通條件有了大幅度的改善。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P642.23

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本文編號：2656594