【摘要】：泥石流是一種由土、砂、石等固體物質(zhì)與水以及少量氣體組成的三相混合物,在重力的驅(qū)動下沿山坡或者溝谷運動,具有爆發(fā)突然、來勢兇猛和破壞力強的特點。泥石流是一種分布范圍廣并且活動時間長的地質(zhì)災(zāi)害,每年都有不同程度規(guī)模的泥石流災(zāi)害發(fā)生,給人們的生產(chǎn)生活帶來了嚴重的影響。據(jù)資料可知,忻州伯強溝曾在1956、1996、1997年發(fā)生過泥石流,毀壞房屋,淹沒良田,總直接經(jīng)濟損失2700余萬元,因此研究伯強溝泥石流的運動過程、致災(zāi)范圍、危險范圍、危險強度的劃分對于該溝泥石流的預(yù)警和災(zāi)害防治有重要的意義�，F(xiàn)階段泥石流的相關(guān)研究已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)受到了重視,其中一個重要方向是將數(shù)值模擬應(yīng)用在泥石流危險性分區(qū)中。本文在收集資料和現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上,用Massflow數(shù)值模型模擬了泥石流的運動過程。該數(shù)值模型是基于連續(xù)介質(zhì)模型建立的,根據(jù)二維質(zhì)量守恒方程和動量守恒方程的推導(dǎo),采用有限差分法計算。本文根據(jù)伯強溝泥石流的發(fā)育特征選用了Voellmy摩擦模型,利用該數(shù)值模型以可視化和量化的方式展現(xiàn)泥石流的運動過程和堆積特征。根據(jù)伯強溝泥石流案例,模擬了20年一遇、50年一遇和100年一遇的泥石流災(zāi)害,設(shè)置降雨量分別為43.68mm/h、47.05mm/h、59.18mm/h,泥石流容重為1.885t/m3,通過數(shù)值模擬反演得到摩擦系數(shù)為0.3,湍流系數(shù)為10m/s2。將以上條件輸入到數(shù)值模型中,得到3種降雨量的泥石流運動過程,20年一遇泥石流最大泥深為2.34m,北臺峰村最大泥深0.8m;50年一遇泥石流的最大泥深為2.51m,北臺峰村最大泥深為1.2m;100年一遇泥石流的最大泥深為2.71m北臺峰村最大泥深為1.5m。3種不同降雨情況的流速特征基本一致,泥石流體從坡體運動到到支溝再到主溝的過程中,流速從小到大再到小,從運動開始到結(jié)束這一過程中,最大流速約為20~24m/s,支溝內(nèi)最大流速約為16m/s,主溝內(nèi)流速最大約為11m/s,北臺峰村附近泥石流流速平均6~7m/s。最后根據(jù)在不同降雨條件的泥深和流速,依據(jù)泥石流影響強度劃分標準對伯強溝進行了危險性分區(qū)。根據(jù)分區(qū)結(jié)果,北臺峰村村西和村南為高危險性,村東和部分村北為中危險性。根據(jù)危險性分區(qū)結(jié)果,為該地區(qū)的泥石流地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供一定的參考。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P642.23

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