汶川震区桃关沟2013-07-10泥石流成灾机理

针对2013年7月10日持续强降雨导致汶川震区桃关沟暴发特大型泥石流,通过现场勘查和试验,分析了桃关沟泥石流暴发的物源、降雨和地形条件,研究了泥石流的起动、流通和堆积过程.研究结果表明,地震对沟域内岩土体的震动破坏是震后泥石流频繁暴发的根源,其成灾机理体现出崩滑物源、坡面物源和沟道物源三者的启动及相互叠加,从发展趋势看,桃关沟泥石流正处于高频发育阶段,仍存在暴发大规模泥石流的可能性.      

泥石流危险度模糊综合评判方法及应用

针对泥石流灾害的自身特点,选取合理评价因子及构造非线性隶属函数确定各因子隶属度,用层次分析确定各影响因子的权重,采用二级模糊综合评定方法评定泥石流危险度。并以云南地区五条泥石流沟危险度为评价实例。结果表明该评定方法能够较好地反映各泥石流沟危险性状况,可为泥石流的预防和工程加固提供决策依据。     

汶川地震灾区泥石流若干关键问题

为解决2008年512汶川地震后,在地震灾区大部分泥石流沟实施的拦砂坝、排导槽等首期治理工程效果不佳、部分工程甚至失效的问题,根据松散物源启动量估算明显偏小、拦砂坝设计库容不够、排导槽过流断面偏小的状况,分析了地震灾区泥石流形成特点和暴发规律,针对持续性、大规模和群发性方面的估计不足,系统地进行了经验总结.通过2010和2013年两次特大型泥石流的勘查、设计和治理工程实践表明:震区泥石流在启动机理、堵塞溃决、持续时间、冲出规模等方面与一般泥石流相比存在很大区别,总结出以下经验: (1) 合理确定泥石流堵溃系数及相应流量;(2) 针对不同类型泥石流及保护对象提出有效的治理工程方案,例如拦挡、固坡、排导、停淤方法的合理组合和有效利用;(3) 合理分配拦砂坝的有效高度及数量;(4) 合理选用坝体结构类型,例如实体坝、缝隙坝和梳齿坝.上述经验在绵竹县清平文家沟、汶川县红椿沟、七盘沟、桃关沟和宝兴县冷木沟特大型泥石流的勘查、设计及治理工程中进行了充分的应用验证,并取得了成功.      

汶川震后公路泥石流危害类型与活动特征分析

以汶川县两条主要交通干线(都汶公路和省道303)沿线60条泥石流沟为研究对象,通过多次实地调查和室内试验分析,对汶川地震后泥石流的形成条件,危害类型及活动特征进行了分析。研究表明:震后地质地貌、岩土物质基础的不稳定性,以及高强度降雨与泥石流物源区的相互作用是震后泥石流的主要控制条件;公路沿线的泥石流危害以冲毁或淤埋公路,或堵塞、挤压河流,及形成灾害链等3种类型为主;地震后,泥石流流体以黏性为主;临界降雨量降低,发生于面积较小流域,并具有高频性与群发性特点。     

岫岩山区泥石流形成机制分析及防治建议

岫岩山区历史上就是一个泥石流的多发区,选取太平岭沟作为岫岩地区典型泥石流沟进行泥石流形成机制分析。首先对太平岭沟的地形地貌、气象水文、地层岩性、地质构造运动、水文地质特征及人类工程经济活动等自然地理与地质环境进行论述;然后分析太平岭沟泥石流灾害影响因素,以东沟泥石流为例分析太平岭沟泥石流形成机制,并对太平岭各主要支沟发育特征以调查表的形式进行分析;最后针对太平岭沟泥石流灾害提出防治建议。     

汶川地震区泥石流危害道路的定量分析——以汶川县肖家沟为例

为适应震后3年泥石流大规模频发的严峻形势,满足灾情预测评估的需要,以汶川县省道303沿线肖家沟为例,建立了震后泥石流危害道路的定量分析方法.通过现场勘察并结合RS、GIS技术,分析了震后肖家沟泥石流发育的环境地质背景、流域面积、沟床比降以及泥石流性质等基本特征;采用雨洪法和配方法计算肖家沟泥石流一次过程总量,作为泥石流堆积量预测值;通过回归分析,获得了泥石流堆积体危害范围的计算公式,以确定泥石流的平均堆积厚度、长度和宽度;最后,采用几何概化方法,就肖家沟泥石流对沿河道路的危害程度进行了量化分析.结果表明,在50年一遇的降水频率下,肖家沟泥石流一次过程总量为41万m3,道路完全掩埋,并堵断渔子溪,计算结果与实际情况一致.     

从泥石流沟的岩土稳定性论冲淤变动型泥石流的物源问题——以西（昌）木（里）路平川泥石流为例

本文以极具典型的平川泥石流为例比较全面的分析了冲淤变动型泥石流的物源问题。根据现场调研及室内岩土分析进行的研究成果显示,川西南高山深谷地区的大型泥石流沟中的松散土体以中、粗粒段为主,其分布与地形密切相关,位于泥石流沟中,前部位的松散土体的稳定性最差,是补给泥石流的重要物源;松散土体的发育主要受控于地质及岩土环境,人类活动只能影响松散土体的稳定性。     

泥石流淤埋桥梁后的毁损机制分析

穿越泥石流沟的公路桥梁、路基路面及相应防护结构极易被泥石流冲击及淤埋毁损。基于泥石流两相流模型,以被泥石流淤埋的桥梁为研究对象,分析了新近泥石流沉积物流变固结的机理,并且推导了泥石流沉积物流变固结的力学公式,最后结合数值模拟软件进行现场实例分析,进一步验证了泥石流淤埋毁损桥梁的力学机制,为公路工程人员防治泥石流灾害提供了重要依据。     

唐家山堰塞坝"9·24"泥石流堵江及溃决模式

"5·12"汶川地震导致唐家…高速滑坡堵江,形成唐家山堰塞湖.经过6月10日正常泄流后,堰塞坝体右岸还存在唐家山残留山体稳定性以及附近大水沟、小水沟泥石流等潜在危害.现场实地调查显示,受地震影响,大水沟、小水沟及无名沟沟域内崩塌和滑坡发育,形成了极为丰富的松散物源,具备发牛坡面和沟谷泥石流的所有条件,也成为唐家山堰塞湖成功泄水后,仍对堰寨湖正常利用起控制作用的严重地质灾害隐患点之一,"6·14"和"9·24"2次大规模泥石流又导致通口河分别堵江断流4和17 h.在查明唐家山堰塞体右岸3条冲沟内松散物源分布及稳定性的基础上,重点结合"9·24"泥石流发育状况,对大水沟、小水沟和无名沟泥石流的发育特征及其动力学特性,尤其是在不同降雨频率下一次冲出泥石流时唐家山堰塞坝体泄水槽的堵江状况及溃决模式进行了系统分析.分析结果表明:3条冲沟形成泥石流堵江后,一次全溃决的可能性很小,其溃决模式为"扇缘部位首先过流→水流挤压左岸并淘刷左岸堰塞体→逐级冲开堆积扇".这一模式对震后地震灾区泥石流的研究具有指导和借鉴意义.     

泥石流危险性SIGA-BP神经网络评价方法及应用

泥石流危险度是由泥石流危险因子综合判定的,然而危险因子有主次之分,要从众多泥石流危险因子中筛选出作用最大的主要危险因子是很困难的,利用自适应免疫遗传算法SIGA(Self-adaptive Immune Genetic Algorithm)对BP神经网络进行优化,获得了与云南省最相关的7项泥石流危险因子,建立了基于SIGA的BP神经网络模型,并对10组泥石流沟数据进行预测,得到了较高的预测结果。     

唐家山堰塞坝“9·24”泥石流堵江及溃决模式

“5·12”汶川地震导致唐家山高速滑坡堵江,形成唐家山堰塞湖．经过6月10日正常泄流后,堰塞坝体右岸还存在唐家山残留山体稳定性以及附近大水沟、小水沟泥石流等潜在危害．现场实地调查显示,受地震影响,大水沟、小水沟及无名沟沟域内崩塌和滑坡发育,形成了极为丰富的松散物源,具备发生坡面和沟谷泥石流的所有条件,也成为唐家山堰塞湖成功泄水后,仍对堰塞湖正常利用起控制作用的严重地质灾害隐患点之一,“6·14”和“9·24”2次大规模泥石流又导致通口河分别堵江断流4和17h．在查明唐家山堰塞体右岸3条冲沟内松散物源分布及稳定性的基础上,重点结合“9·24”泥石流发育状况,对大水沟、小水沟和无名沟泥石流的发育特征及其动力学特性,尤其是在不同降雨频率下一次冲出泥石流时唐家山堰塞坝体泄水槽的堵江状况及溃决模式进行了系统分析．分析结果表明：3条冲沟形成泥石流堵江后,一次全溃决的可能性很小,其溃决模式为“扇缘部位首先过流→水流挤压左岸并淘刷左岸堰塞体→逐级冲开堆积扇”．这一模式对震后地震灾区泥石流的研究具有指导和借鉴意义．     

甘肃舟曲三眼峪沟泥石流动力学特征参数计算

通过对甘肃省舟曲县城后山三眼峪沟特大泥石流灾害的现场调查,获取了舟曲三眼峪沟泥石流相关资料,据此分别对三眼峪沟及其支沟(大峪沟、小峪沟)泥石流动力学的泥石流流速、流量及冲击力进行分析与计算.计算结果表明:流速、流量达到特大泥石流的规模,冲击力远远大于该沟防护工程的设计.提出了三眼峪泥石流沟针对性防灾减灾建议.     

龙门山地区震后泥石流灾害区域预警研究

512汶川地震造成大量松散堆积物,导致震后触发泥石流的极端降雨量比震前显著降低。在龙门山地区震后泥石流发育特征分析的基础上,探讨了震后触发泥石流灾害的区域降雨阈值及其地域差异性,震后触发泥石流的72小时雨量分布特征为:映秀汶川一带为75~100mm,茂县北川一带以100~160mm为主,上述区域外围及平武青川一带为160~200mm;在龙门山前的雁门茶坝、龙门山后山的禹里平武之间为200mm以上。综合考虑地震地质、地形地貌和降雨等因素,建立了地震扰动区泥石流预警指标体系。采用加权信息量模型完成了龙门山区泥石流易发性评价,然后采用年最大72小时降雨量为主要触发因素,开展了震后5年的泥石流危险性预测评价及区域预警研究,提出泥石流的区域危险性是动态变化的,高危险区主要随降雨量和松散堆积物空间分布而变化,为震后泥石流灾害气象预警和防范等提供了依据。      

震区岩质边坡地震稳定性影响因素敏感性分析

结合湖南省对口援建项目——理县至小金公路工程中的豹子嘴岩质边坡,依据正交试验设计原理,以FLAC3D数值计算法和数理统计为手段,对影响岩质边坡地震稳定性的5种因素参数进行了敏感性分析.通过极差分析和敏感性趋势图,得出了岩质边坡地震稳定性对各影响因素的敏感程度,对震区岩质边坡设计和施工提供了理论依据.     

戴家沟矿山泥石流内因分析与工程治理

戴家沟是一条潜在泥石流沟,流域面积约1.25×106m2,泥石流物源主要为矿渣,储量约1.2×106m3.利用X衍射光谱分析了黏土矿物试样;根据黏土矿物的结构及物理特征,从微观的角度分析了泥石流的形成原因.分析表明:黏土矿物具有巨大的表面积和亲水性,它的存在会促进泥石流的形成.在对泥石流物源岩土特性、泥石流流量、流速和...     

基于决策树理论的泥石流危险性评价研究

泥石流作为一种破坏性极大的自然灾害,如何科学地评价其影响因子和危险程度显得尤为重要。针对绵竹市清平乡"8.13"特大泥石流灾害,在泥石流危险性评价过程中,采用模糊综合评判法并根据最大隶属度原则确定最后评价结果。然后以评价结果作为决策属性,影响因子作为条件属性,结合粗糙集和决策树理论构建泥石流危险性评价模型。结果表明:影响清平乡泥石流最主要的因素为最大冲出量和剩余固体松散物质,同时通过该模型能快速完成泥石流灾害的危险性评价,评价结果与实际情况吻合,表明将粗糙集和决策树理论用于泥石流危险性评价是切实可行的。     

G55高速公路石峡沟泥石流灾害处治

G55高速公路K597+302石峡沟大桥位于山西省忻州市代县新庄,自建设以来经历了两次较大的泥石流冲击,经对石峡沟泥石流基本特征及成因进行了分析,为确保大桥及石峡沟下游新庄安全,提出了相应的治理方案。     

覆盖型高陡边坡稳定性主控因素研究

为了确定百米级以上覆盖型高陡边坡稳定性主控因素,指导边坡现场支护工作,以川西某隧道工程边坡为典型案例开展研究,隧道出口上方为泥石流堆积体。选取上覆土层厚度H、坡面倾角β、地震动峰值加速度a、土体内摩擦角φ、黏聚力c、重度γ、弹性模量E、泊松比μ等参数,开展边坡稳定性影响因素敏感性分析。利用正交试验设计,采用有限差分强度折减法进行边坡安全系数的计算,基于方差分析和F检验完成影响因素敏感性排序和显著性检验,并开展边坡稳定显著性参数影响分析。分析结果表明：边坡稳定性影响因素敏感性顺序依次为β、φ、a、H、c、γ、E、μ,其中β、φ、a、H、c为边坡稳定性的显著性影响因素;地震工况下边坡处于不稳定状态,需对边坡进行支护,支护位置应选取泥石流阶地坡面缓变陡区域。     

从菲律宾2．17泥石流灾难探讨三峡库区的泥石流问题

2006年2月17日爆发的菲律宾特大型泥石流灾害是物源、地形地貌、降雨及地震等多因子耦合异变的必然结果,降雨、地震→散体滑坡→泥石流是该泥石流的形成机制,大量的村庄、居民生活在泥石流致灾区内而未进行有效的预警预报是泥石流灾难形成的根本原因.本文从泥石流物源、沟谷形态外貌、气象条件、地震等方面把三峡库区与菲律宾2.17泥石流区进行了对比分析,认为,三峡库区内的物源类型更多、储量更大、水理性能更差,潜在泥石流沟更多,气象条件更差,人类活动更强,致灾危险性更严重,换言之,三峡库区具备了发生大型、特大型泥石流灾害的条件.探讨了三峡库区泥石流研究与防治的基本思路.     

从菲律宾2.17泥石流灾难探讨三峡库区的泥石流问题

2006年2月17日爆发的菲律宾特大型泥石流灾害是物源、地形地貌、降雨及地震等多因子耦合异变的必然结果,降雨、地震→散体滑坡→泥石流是该泥石流的形成机制,大量的村庄、居民生活在泥石流致灾区内而未进行有效的预警预报是泥石流灾难形成的根本原因.本文从泥石流物源、沟谷形态外貌、气象条件、地震等方面把三峡库区与菲律宾2.17泥石流区进行了对比分析,认为,三峡库区内的物源类型更多、储量更大、水理性能更差,潜在泥石流沟更多,气象条件更差,人类活动更强,致灾危险性更严重,换言之,三峡库区具备了发生大型、特大型泥石流灾害的条件.探讨了三峡库区泥石流研究与防治的基本思路.