強(qiáng)震區(qū)“寬緩”型溝道物源起動(dòng)機(jī)理及動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)研究 ——以七盤(pán)溝為例
發(fā)布時(shí)間:2021-07-16 12:18
5.12汶川地震誘發(fā)了大量崩塌滑坡體,為震后泥石流的爆發(fā)提供了豐富的松散固體物質(zhì),震后大多攔擋壩被淤滿,防治效果不甚理想,其根本原因?yàn)閷?duì)特殊的震后泥石流物源起動(dòng)機(jī)理認(rèn)識(shí)不深刻,工程設(shè)計(jì)所需的泥石流一次沖出量及動(dòng)儲(chǔ)量仍采用震前的常規(guī)計(jì)算方法,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。迄今為止,汶川地震已過(guò)去十年有余,震后泥石流以及雨季水流作用,使得溝道物源已逐漸成為了震后泥石流爆發(fā)的主要物源之一!皩捑彙毙蜏系酪驕洗财陆稻、平均寬度大、流域面積廣的特點(diǎn),利于堆積體淤積,震后極端天氣可能爆發(fā)大規(guī)模泥石流。因此,研究震后“寬緩”型溝道物源的起動(dòng)機(jī)理及動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)具有重要的理論科學(xué)價(jià)值和工程指導(dǎo)意義。本文以七盤(pán)溝下游“寬緩”型主溝為研究對(duì)象,在實(shí)地勘察,資料收集的基礎(chǔ)上以理論分析、室內(nèi)模型試驗(yàn)為研究手段,分析研究震區(qū)“寬緩”型泥石流溝道物源起動(dòng)機(jī)理及侵蝕規(guī)律,并建立了動(dòng)儲(chǔ)量的評(píng)價(jià)模型。主要得到以下結(jié)論:(1)堆積體的顆粒含量及結(jié)構(gòu)組成影響失穩(wěn)侵蝕的變化過(guò)程。各侵蝕過(guò)程為:細(xì)粒土由前緣出現(xiàn)細(xì)溝,逐漸發(fā)展為拉槽直至后緣,形成沖溝;粗粒土由前緣坍滑失穩(wěn),呈溯源侵蝕的特點(diǎn);上細(xì)下粗土由分層處開(kāi)始侵蝕,其后逐漸貫穿至后緣...
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
青林溝壩體淤滿Fig.1-1Qinglingoudamfull
川地震誘發(fā)了大量崩塌滑坡體,為震后泥石流的爆發(fā)提供了豐富的松散固體物質(zhì),震后首批泥石流治理工程頻頻失效或受損,調(diào)查發(fā)現(xiàn)大多攔擋壩被淤滿,防治效果不甚理想。例如,2010年8月13日都江堰八一溝泥石流爆發(fā),導(dǎo)致各攔砂壩全部被淤滿,壩下排導(dǎo)槽被掩埋;2010年8月14日汶川映秀紅椿溝爆發(fā)泥石流,造成溝道內(nèi)的攔擋工程大量損毀,災(zāi)后不得不重新補(bǔ)強(qiáng)修復(fù);2013年7月11日陳家壩青林溝因暴雨引發(fā)泥石流,導(dǎo)致1#攔擋壩被淤滿,副壩部分被沖毀,防護(hù)工程失效(如圖1-1);2019年10月16日調(diào)查可知,七盤(pán)溝上游2#攔擋壩被淤滿(如圖1-2)。圖1-1青林溝壩體淤滿圖1-2七盤(pán)溝2#壩被淤滿Fig.1-1QinglingoudamfullFig.1-2Qipangou2#damisfilled震后防護(hù)工程失效的原因包括工程設(shè)計(jì)參數(shù)選取偏小,例如對(duì)震后泥石流的一次沖出量及動(dòng)儲(chǔ)量的計(jì)算仍采用震前常規(guī)的計(jì)算方法。迄今為止,汶川地震已過(guò)去11年,震后泥石流以及雨季水流的作用,使地震瞬時(shí)產(chǎn)生的崩滑物源淤積于溝道內(nèi),溝道物源已逐漸成為了震后泥石流爆發(fā)的主要物源之一。震區(qū)溝道形態(tài)特征各不相同,有學(xué)者[1]根據(jù)溝道形態(tài)特征將震后震區(qū)泥石流溝道分為“寬緩”型和“窄陡”型兩類(lèi)!皩捑彙毙椭饕憩F(xiàn)為:1)流域面積X1>10Km2;2)溝床平均縱坡降X4<200‰;3)流域?qū)挾染植靠蛇_(dá)到80-100m!罢浮毙椭饕憩F(xiàn)為:1)流域面積X1<2Km2;2)溝床平均縱坡降X4>300‰;3)流域平均寬度小于50m。其中,“寬緩”型溝道平緩開(kāi)闊,利于淤積,震后泥石流爆發(fā)或者降雨作用導(dǎo)致崩滑物源的局部搬運(yùn),使得震后“寬緩”型溝道物源豐富。對(duì)震后“寬緩”型溝道物源的調(diào)查分析可知,因“寬緩”型溝道利于淤積,故物源顆粒級(jí)配范圍較廣,從10-6m到101m,包含粒徑大于數(shù)米的巨石,或小于0.005mm的黏粒。其?
西南科技大學(xué)研究生碩士論文2淤積物,其上覆土壓力等于自重應(yīng)力,屬于正常固結(jié)。震后時(shí)間短,同時(shí)溝道堆積體松散,孔隙度較大,固結(jié)作用仍微弱(如圖1-3)。震后不同頻次的泥石流爆發(fā)或者降雨作用導(dǎo)致的溝道物源局部搬運(yùn)使得“寬緩”型主溝段溝道堆積體容易堆疊分層(如圖1-4、圖1-5),每一層堆積體往往對(duì)應(yīng)了震后不同時(shí)期的泥石流爆發(fā)后或者降雨作用下物源局部搬運(yùn)后的溝道淤積體。因此,震區(qū)震后“寬緩”型溝道物源具有“寬級(jí)配、弱固結(jié)、易分層”的特點(diǎn)。圖1-3溝道堆積體孔隙特征(2019年)圖1-4溝道物源堆疊分層(2013年)Fig.1-3PorecharacteristicsoftrenchaccumulationsFig.1-4Channelsourcestackinglayering圖1-5溝道物源堆疊分層(2019年)Fig.1-5Channelsourcestackinglayering1.1.2研究意義震后震區(qū)“寬緩”型溝道物源起動(dòng)機(jī)理的研究目的是探究震區(qū)特有的“寬級(jí)配、弱固結(jié)、易分層”的溝道堆積體在不同降雨條件下的起動(dòng)、侵蝕、失穩(wěn)機(jī)制。分析粗細(xì)顆粒在物源起動(dòng)過(guò)程中所起的作用及土體分層效應(yīng)的影響。通過(guò)室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn),研究不同堆積體在降雨作用下的起動(dòng)失穩(wěn)及侵蝕規(guī)律,以最終的侵蝕量作為動(dòng)儲(chǔ)量,建立以降雨強(qiáng)度為影響因子的動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)模型,可為震區(qū)震后泥石流防護(hù)工程設(shè)計(jì)所需的動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算提供一定的參考依據(jù)。1.2研究現(xiàn)狀關(guān)于泥石流溝道物源的起動(dòng)機(jī)理及動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)研究,國(guó)內(nèi)外已取得一定的成果。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]寬級(jí)配弱固結(jié)土體內(nèi)細(xì)顆粒遷移規(guī)律研究評(píng)述[J]. 郭朝旭,崔鵬. 山地學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]降雨強(qiáng)度對(duì)泥石流起動(dòng)影響的模型試驗(yàn)研究[J]. 周健,杜強(qiáng),李翠娜. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]泥石流運(yùn)動(dòng)阻力特性及其研究進(jìn)展[J]. 崔鵬,唐金波,林鵬智. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2016(03)
[4]礫石土分形特征及其與泥石流啟動(dòng)關(guān)系試驗(yàn)[J]. 賀拿,曾梅,陳寧生,李濤,陳容. 山地學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]泥石流啟動(dòng)試驗(yàn)的數(shù)值模擬研究[J]. 周健,杜強(qiáng),于仕才. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(09)
[6]泥石流啟動(dòng)的臨界地表徑流深度研究[J]. 張雄,裴向軍. 成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[7]基于PFC2D軟件的柿樹(shù)溝泥石流運(yùn)動(dòng)過(guò)程數(shù)值模擬[J]. 左正金,李才,王碩楠,胡媛媛,左偉. 水電能源科學(xué). 2014(09)
[8]黏性泥石流溝床沖刷深度研究[J]. 趙彥波,游勇,柳金峰,陳興長(zhǎng). 巖土力學(xué). 2014(06)
[9]漿體黏度和級(jí)配顆粒組合條件下泥石流沖擊特性模型試驗(yàn)[J]. 何曉英,唐紅梅,陳洪凱. 巖土工程學(xué)報(bào). 2014(05)
[10]震后溝道泥石流啟動(dòng)條件——松散堆積體雨中失穩(wěn)的水力學(xué)機(jī)制分析[J]. 吳永,何思明,裴向軍,李新坡. 巖土力學(xué). 2012(10)
博士論文
[1]舟曲泥石流固體物源特征及預(yù)警預(yù)報(bào)研究[D]. 樊姝芳.蘭州大學(xué) 2018
[2]漿體與級(jí)配顆粒組合條件下泥石流沖擊特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 何曉英.重慶交通大學(xué) 2014
碩士論文
[1]溝谷型泥石流形成、演化及治理方案研究[D]. 王邦陽(yáng).昆明理工大學(xué) 2016
[2]泥石流流動(dòng)特性數(shù)值模擬及綜合治理模式研究[D]. 徐江.蘭州理工大學(xué) 2014
[3]西藏大古水電站工程區(qū)泥石流發(fā)育特征及工程影響研究[D]. 董招勝.成都理工大學(xué) 2013
[4]汶川震區(qū)典型暴雨泥石流形成特征與條件的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 曹屹東.成都理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3286995
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
青林溝壩體淤滿Fig.1-1Qinglingoudamfull
川地震誘發(fā)了大量崩塌滑坡體,為震后泥石流的爆發(fā)提供了豐富的松散固體物質(zhì),震后首批泥石流治理工程頻頻失效或受損,調(diào)查發(fā)現(xiàn)大多攔擋壩被淤滿,防治效果不甚理想。例如,2010年8月13日都江堰八一溝泥石流爆發(fā),導(dǎo)致各攔砂壩全部被淤滿,壩下排導(dǎo)槽被掩埋;2010年8月14日汶川映秀紅椿溝爆發(fā)泥石流,造成溝道內(nèi)的攔擋工程大量損毀,災(zāi)后不得不重新補(bǔ)強(qiáng)修復(fù);2013年7月11日陳家壩青林溝因暴雨引發(fā)泥石流,導(dǎo)致1#攔擋壩被淤滿,副壩部分被沖毀,防護(hù)工程失效(如圖1-1);2019年10月16日調(diào)查可知,七盤(pán)溝上游2#攔擋壩被淤滿(如圖1-2)。圖1-1青林溝壩體淤滿圖1-2七盤(pán)溝2#壩被淤滿Fig.1-1QinglingoudamfullFig.1-2Qipangou2#damisfilled震后防護(hù)工程失效的原因包括工程設(shè)計(jì)參數(shù)選取偏小,例如對(duì)震后泥石流的一次沖出量及動(dòng)儲(chǔ)量的計(jì)算仍采用震前常規(guī)的計(jì)算方法。迄今為止,汶川地震已過(guò)去11年,震后泥石流以及雨季水流的作用,使地震瞬時(shí)產(chǎn)生的崩滑物源淤積于溝道內(nèi),溝道物源已逐漸成為了震后泥石流爆發(fā)的主要物源之一。震區(qū)溝道形態(tài)特征各不相同,有學(xué)者[1]根據(jù)溝道形態(tài)特征將震后震區(qū)泥石流溝道分為“寬緩”型和“窄陡”型兩類(lèi)!皩捑彙毙椭饕憩F(xiàn)為:1)流域面積X1>10Km2;2)溝床平均縱坡降X4<200‰;3)流域?qū)挾染植靠蛇_(dá)到80-100m!罢浮毙椭饕憩F(xiàn)為:1)流域面積X1<2Km2;2)溝床平均縱坡降X4>300‰;3)流域平均寬度小于50m。其中,“寬緩”型溝道平緩開(kāi)闊,利于淤積,震后泥石流爆發(fā)或者降雨作用導(dǎo)致崩滑物源的局部搬運(yùn),使得震后“寬緩”型溝道物源豐富。對(duì)震后“寬緩”型溝道物源的調(diào)查分析可知,因“寬緩”型溝道利于淤積,故物源顆粒級(jí)配范圍較廣,從10-6m到101m,包含粒徑大于數(shù)米的巨石,或小于0.005mm的黏粒。其?
西南科技大學(xué)研究生碩士論文2淤積物,其上覆土壓力等于自重應(yīng)力,屬于正常固結(jié)。震后時(shí)間短,同時(shí)溝道堆積體松散,孔隙度較大,固結(jié)作用仍微弱(如圖1-3)。震后不同頻次的泥石流爆發(fā)或者降雨作用導(dǎo)致的溝道物源局部搬運(yùn)使得“寬緩”型主溝段溝道堆積體容易堆疊分層(如圖1-4、圖1-5),每一層堆積體往往對(duì)應(yīng)了震后不同時(shí)期的泥石流爆發(fā)后或者降雨作用下物源局部搬運(yùn)后的溝道淤積體。因此,震區(qū)震后“寬緩”型溝道物源具有“寬級(jí)配、弱固結(jié)、易分層”的特點(diǎn)。圖1-3溝道堆積體孔隙特征(2019年)圖1-4溝道物源堆疊分層(2013年)Fig.1-3PorecharacteristicsoftrenchaccumulationsFig.1-4Channelsourcestackinglayering圖1-5溝道物源堆疊分層(2019年)Fig.1-5Channelsourcestackinglayering1.1.2研究意義震后震區(qū)“寬緩”型溝道物源起動(dòng)機(jī)理的研究目的是探究震區(qū)特有的“寬級(jí)配、弱固結(jié)、易分層”的溝道堆積體在不同降雨條件下的起動(dòng)、侵蝕、失穩(wěn)機(jī)制。分析粗細(xì)顆粒在物源起動(dòng)過(guò)程中所起的作用及土體分層效應(yīng)的影響。通過(guò)室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn),研究不同堆積體在降雨作用下的起動(dòng)失穩(wěn)及侵蝕規(guī)律,以最終的侵蝕量作為動(dòng)儲(chǔ)量,建立以降雨強(qiáng)度為影響因子的動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)模型,可為震區(qū)震后泥石流防護(hù)工程設(shè)計(jì)所需的動(dòng)儲(chǔ)量計(jì)算提供一定的參考依據(jù)。1.2研究現(xiàn)狀關(guān)于泥石流溝道物源的起動(dòng)機(jī)理及動(dòng)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)研究,國(guó)內(nèi)外已取得一定的成果。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]寬級(jí)配弱固結(jié)土體內(nèi)細(xì)顆粒遷移規(guī)律研究評(píng)述[J]. 郭朝旭,崔鵬. 山地學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]降雨強(qiáng)度對(duì)泥石流起動(dòng)影響的模型試驗(yàn)研究[J]. 周健,杜強(qiáng),李翠娜. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]泥石流運(yùn)動(dòng)阻力特性及其研究進(jìn)展[J]. 崔鵬,唐金波,林鵬智. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2016(03)
[4]礫石土分形特征及其與泥石流啟動(dòng)關(guān)系試驗(yàn)[J]. 賀拿,曾梅,陳寧生,李濤,陳容. 山地學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]泥石流啟動(dòng)試驗(yàn)的數(shù)值模擬研究[J]. 周健,杜強(qiáng),于仕才. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(09)
[6]泥石流啟動(dòng)的臨界地表徑流深度研究[J]. 張雄,裴向軍. 成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[7]基于PFC2D軟件的柿樹(shù)溝泥石流運(yùn)動(dòng)過(guò)程數(shù)值模擬[J]. 左正金,李才,王碩楠,胡媛媛,左偉. 水電能源科學(xué). 2014(09)
[8]黏性泥石流溝床沖刷深度研究[J]. 趙彥波,游勇,柳金峰,陳興長(zhǎng). 巖土力學(xué). 2014(06)
[9]漿體黏度和級(jí)配顆粒組合條件下泥石流沖擊特性模型試驗(yàn)[J]. 何曉英,唐紅梅,陳洪凱. 巖土工程學(xué)報(bào). 2014(05)
[10]震后溝道泥石流啟動(dòng)條件——松散堆積體雨中失穩(wěn)的水力學(xué)機(jī)制分析[J]. 吳永,何思明,裴向軍,李新坡. 巖土力學(xué). 2012(10)
博士論文
[1]舟曲泥石流固體物源特征及預(yù)警預(yù)報(bào)研究[D]. 樊姝芳.蘭州大學(xué) 2018
[2]漿體與級(jí)配顆粒組合條件下泥石流沖擊特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 何曉英.重慶交通大學(xué) 2014
碩士論文
[1]溝谷型泥石流形成、演化及治理方案研究[D]. 王邦陽(yáng).昆明理工大學(xué) 2016
[2]泥石流流動(dòng)特性數(shù)值模擬及綜合治理模式研究[D]. 徐江.蘭州理工大學(xué) 2014
[3]西藏大古水電站工程區(qū)泥石流發(fā)育特征及工程影響研究[D]. 董招勝.成都理工大學(xué) 2013
[4]汶川震區(qū)典型暴雨泥石流形成特征與條件的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 曹屹東.成都理工大學(xué) 2009
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