中巴公路泥石流易發(fā)性等級評價(jià)與起動試驗(yàn)研究
本文選題:泥石流 + 中巴公路。 參考:《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:中巴公路奧依塔克-布倫口段地處西昆侖山腹地,所處區(qū)域地質(zhì)、地形條件復(fù)雜,氣候環(huán)境惡劣,自中巴公路建成通車以來,該段一直飽受泥石流災(zāi)害的影響。而目前國內(nèi)學(xué)術(shù)界對中巴公路沿線泥石流災(zāi)害的研究寥寥無幾,使得中巴公路缺乏有效的泥石流災(zāi)害防治措施。自國家“一帶一路”戰(zhàn)略提出以來,中巴公路的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略地位得到重大提升,為了擺脫泥石流災(zāi)害對改建公路的影響,本課題組以“中巴公路國內(nèi)段泥石流形成成因、分布特征和工程治理研究”項(xiàng)目為依托,對泥石流起動進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)研究,同時(shí)對中巴公路沿線泥石流易發(fā)性等級進(jìn)行評價(jià),以期為公路的選線和防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)指導(dǎo)。本文以K1562泥石流溝谷為試驗(yàn)原型進(jìn)行泥石流起動室內(nèi)模型試驗(yàn),探究溝谷型泥石流的起動特征并分析不同試驗(yàn)條件對泥石流易發(fā)性的影響,為易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)選擇提供依據(jù)。同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查采集的數(shù)據(jù)和收集的研究區(qū)相關(guān)背景資料,深入分析泥石流成災(zāi)背景,選取相關(guān)指標(biāo)建立了泥石流易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用正態(tài)云模型和聯(lián)系期望模型兩種方法進(jìn)行易發(fā)性等級評價(jià)。通過研究得到以下成果:(1)從地形、地質(zhì)、水文三大泥石流形成條件出發(fā),詳細(xì)說明了研究區(qū)泥石流形成的背景條件,揭示了研究區(qū)泥石流易發(fā)的原因,歸納總結(jié)了研究區(qū)泥石流災(zāi)害的時(shí)空分布特征。(2)為探究易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系中各影響因素對泥石流起動和易發(fā)性的影響,本文選擇K1562泥石流溝谷為試驗(yàn)原型,取其形成區(qū)的松散堆積物作為試驗(yàn)土體,并采用1:100相似比,進(jìn)行了6組20次室內(nèi)試驗(yàn)。試驗(yàn)提出以泥石流起動臨界水量作為泥石流易發(fā)性的衡量標(biāo)準(zhǔn),得到了影響泥石流起動的因素:溝床坡度、顆粒級配、徑流流速以及土體斷面形態(tài)、堆積厚度和含水率與泥石流起動臨界水量、峰值孔隙水壓力、達(dá)到峰值孔隙水壓力的時(shí)間之間的變化規(guī)律,運(yùn)用回歸分析擬合函數(shù),分析相應(yīng)的變化趨勢。同時(shí)根據(jù)臨界水量總結(jié)不同試驗(yàn)條件對泥石流易發(fā)性的影響,得出:所選的因素對泥石流易發(fā)性均有影響,但是溝床坡度、顆粒級配、徑流流速和含水率對泥石流易發(fā)性的影響比斷面形態(tài)、堆積厚度大。(3)在試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用相似理論推算K1562原型泥石流溝谷起動所需的臨界水量,并與暴雨雨力15mm/h作用下,通過理論計(jì)算得到的洪峰流量進(jìn)行對比,結(jié)果表明:在該雨力作用下原型泥石流溝谷極有可能暴發(fā)泥石流。從而本文提出可將該臨界水量作為K1562原型溝谷泥石流災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)的一個(gè)定量的理論判別依據(jù)。(4)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和泥石流勘察規(guī)范,結(jié)合中巴公路實(shí)際情況,選用水土流失嚴(yán)重程度、泥沙沿程補(bǔ)給長度比、溝口泥石流堆積程度、河溝縱坡、區(qū)域構(gòu)造影響程度、植被覆蓋率、巖性影響、沿溝松散物儲量、溝岸山坡坡度、產(chǎn)沙區(qū)溝槽橫斷面、產(chǎn)沙區(qū)松散物平均厚度、流域面積、流域相對高差、河溝堵塞程度作為易發(fā)性評價(jià)指標(biāo),提出將易發(fā)性等級劃分為4級,并確定各評價(jià)指標(biāo)的相應(yīng)權(quán)重,從而建立了研究區(qū)泥石流易發(fā)性評價(jià)指標(biāo)體系。(5)分別建立正態(tài)云模型和聯(lián)系期望模型對研究區(qū)32條溝谷型泥石流進(jìn)行易發(fā)性評價(jià),將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際勘察結(jié)果對比表明:研究區(qū)泥石流災(zāi)害易發(fā)性等級較高,且活動頻繁,其中極易發(fā)泥石流溝谷占53%,中等易發(fā)泥石流溝谷占44%,輕度易發(fā)泥石流溝谷占3%。就兩種評價(jià)方法而言,正態(tài)云模型的評價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確率較聯(lián)系期望模型高,評價(jià)結(jié)果更保守、安全系數(shù)更高,因此說明正態(tài)云模型比聯(lián)系期望模型更適合于泥石流易發(fā)性等級評價(jià)。本文極大地豐富了中巴公路沿線泥石流易發(fā)性等級評價(jià)及泥石流起動特征這兩方面的研究,對中巴公路的選線和防災(zāi)救災(zāi)工作起到了指導(dǎo)性的作用,同時(shí)對本區(qū)域后續(xù)的泥石流研究具有重要的參考意義。
[Abstract]:In order to get rid of the influence of debris flow disaster on reconstruction highway , this paper analyzes the background conditions of debris flow in Zhongba highway , and analyses the background conditions of debris flow in Zhongba highway , and analyses the causes of debris flow in the research area , and summarizes the spatial and temporal distribution characteristics of debris flow disasters in the study area . ( 2 ) In order to explore the influence of different factors on the start - up and volatility of debris flow in the evaluation index system of debris flow , the paper selects K1562 debris flow gully as the test prototype , and takes 1 : 100 similarity ratio as the test soil body , and analyzes the influence of different test conditions on the volatility of debris flow . ( 4 ) Based on the results of test and the investigation of debris flow , combining with the actual situation of Zhongba highway , the author evaluates the vulnerability of debris flow in the study area , and compares the results with the actual survey results .
【學(xué)位授予單位】:合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:U418.56
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號:1763325
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