在一些地形陡峭、巖層疏松的丘陵山區(qū),由于大規(guī)模集中開采礦產(chǎn)資源,大量的廢渣被堆積于溝道中,不僅增大了縱坡降,并且為泥石流的產(chǎn)生提供了充足的物源,導(dǎo)致礦渣型泥石流災(zāi)害頻發(fā),造成了難以估量的損失。影響泥石流啟動(dòng)的因素有很多,如顆粒級(jí)配、底床坡度、臨界水量等,由于礦區(qū)巖性復(fù)雜,礦渣的顆粒大小及級(jí)配不同,在泥石流形成和運(yùn)動(dòng)過程表現(xiàn)出的特征差別很大,成災(zāi)機(jī)理也不同。因此,研究顆粒級(jí)配對(duì)礦渣型泥石流啟動(dòng)影響及其成災(zāi)機(jī)理,可促進(jìn)泥石流啟動(dòng)學(xué)的理論發(fā)展,同時(shí)對(duì)礦區(qū)泥石流預(yù)警和防治有著重要意義。本文以陜西省潼關(guān)縣金礦區(qū)潼峪礦渣型泥石流為研究對(duì)象:通過資料收集分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,總結(jié)了區(qū)內(nèi)礦渣型泥石流的基本特征;通過室內(nèi)試驗(yàn),分析了泥石流物源區(qū)礦渣的物理力學(xué)特性;基于PFC顆粒流軟件,模擬了4種不同顆粒級(jí)配礦渣型泥石流的數(shù)值模型在暴雨飽和條件下的啟動(dòng)形成過程,分析顆粒級(jí)配對(duì)礦渣型泥石流的啟動(dòng)影響及成災(zāi)機(jī)理。論文的主要研究成果如下:(1)研究區(qū)泥石流物源有90%均來自于礦渣,大多屬于無規(guī)劃的隨意堆放,在礦坑周圍沿坡傾倒,積累的礦渣嚴(yán)重堵塞溝道。經(jīng)計(jì)算各支溝泥石流流體平均重度為1.502~1.697 t/m~3,斷面平均流速為6.13~7.18 m/s,暴雨洪峰流量值為0.81~5.64 m~3/s,泥石流峰值流量為1.32~11.62m~3/s,一次泥石流過流總量為239.16~2113.31m~3,一次泥石流沖出固體物質(zhì)總量為115.55~1234.66 m~3。(2)泥石流物源區(qū)礦渣物理力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)結(jié)果表明,滲透性和抗剪強(qiáng)度隨顆粒級(jí)配不同而規(guī)律的變化:當(dāng)?shù)V渣中的細(xì)顆粒含量較高時(shí),滲透系數(shù)隨含泥量的增大而降低,細(xì)顆粒含量較低時(shí),滲透系數(shù)隨著曲率系數(shù)和等效粒徑的增大而升高;礦渣的抗剪強(qiáng)度隨細(xì)顆粒含量的增大而降低。(3)數(shù)值模擬結(jié)果表明,礦渣型泥石流啟動(dòng)時(shí)常常呈現(xiàn)成層分塊的特征,且坡腳處先于其他位置啟動(dòng);泥石流形成過程分為兩個(gè)階段,分別是礦渣的二次堆積和流通淤積;存在一個(gè)最有利于礦渣型泥石流啟動(dòng)的顆粒級(jí)配,當(dāng)細(xì)顆粒含量過高或者過低,都不利于泥石流的啟動(dòng);細(xì)顆粒含量低的泥石流,雖然難以啟動(dòng),但啟動(dòng)后速度大,在更短的時(shí)間完成了沖於過程。(4)細(xì)顆粒含量高的泥石流在啟動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出的破壞模式主要為滲流作用造成的頂面下切,運(yùn)動(dòng)形式為擠壓滑動(dòng);細(xì)顆粒含量低的泥石流在啟動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出的破壞模式主要為沖刷作用造成的內(nèi)部掏蝕,運(yùn)動(dòng)形式為崩塌傾倒。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P642.23
【部分圖文】：

東經(jīng) 110°12′49.91″~110°13′54.8″，潼（關(guān)）洛（南）線從研究區(qū)通過，交通較為便利（圖2.1）。圖 2.1 研究區(qū)地理位置圖2.2 氣象與水文2.2.1 氣象潼關(guān)縣屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，晝夜溫差較大，平均降雨量較低，蒸發(fā)量很大，

潼（關(guān)）洛（南）線從研究區(qū)通過，交通較為便利（圖2.1）。圖 2.1 研究區(qū)地理位置圖2.2 氣象與水文2.2.1 氣象潼關(guān)縣屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，晝夜溫差較大，平均降雨量較低，蒸發(fā)量很大，

第三章 礦渣型泥石流的基本特征第三章 礦渣型泥石流的基本特征泥石流的發(fā)生與其所在地區(qū)的地形地貌條件、物源條件、水源條件和人為影響等密不可分，本章通過資料收集與現(xiàn)場(chǎng)勘查，對(duì)潼關(guān)金礦區(qū)潼峪泥石流溝的基本特征進(jìn)行了整理，分析區(qū)內(nèi)泥石流的形成條件，并對(duì)泥石流的類型進(jìn)行劃分。研究區(qū)平面位置圖如圖 3.1 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2830023