冰碛土体起动泥石流的特征研究

与广泛分布于干旱河谷的宽级配砾石土体特征不同,冰碛土广泛分布在青藏高原地区,属粗大颗粒多、粘粒含量少、摩擦阻力大、粘滞阻力小的宽级配砾石土体。在冰川融雪与降雨的共同作用下冰碛土体可失稳并起动泥石流,形成灾害。针对冰碛土体起动泥石流机理研究薄弱的现状,本文选取波密县帕隆藏布流域的支流嘎弄沟一冰碛土堆积坡面,通过模拟降水与冰雪融水起动冰川泥石流实验,比较不同颗粒组成、不同实验条件下的土体起动泥石流特征,分析其起动成因及力学特性,探讨冰碛土体起动泥石流的机理。研究发现冰碛土体失稳起动泥石流是粘滞阻力降低、孔隙水压力升高、拖曳力与渗流侵蚀共同作用的结果,起动过程受粘土颗粒含量和径流类型的影响。当粘粒含量较高时(>3%),土体通过铲蚀与面蚀形成泥石流;粘粒含量中低时(不高于3%),大部分坡面土体主要经掏蚀与坍塌起动泥石流;粘粒含量过低时(<0.32%),土体难以起动泥石流。在降水作用下土体孔隙水压力迅速增加,易造成土体破坏,起动泥石流;而在冰雪融水的作用下,土体孔隙水压力波动幅度不大时,土体同样可能发生失稳破坏起动泥石流。     

泥石流源区砾石土分形特征及其与渗透系数关系试验研究

以取自泥石流易发区的182个砾石土土样为基础,进行室内颗分试验,通过分形理论计算各土样的分维值,经计算发现,泥石流源区砾石土以一重分形为主,一重分形的土样占样本总数的88.46%,一重分形土样的分维值介于2.250～2.798之间;以此数据为基础配置土样,通过自制、可控的常水头试验装置进行渗透试验。试验结果表明,渗透系数k与分维值D之间有极显著的相关性,且在干密度为1.8 g/cm3时相关性最好。通过多元回归分析发现,不同密度条件下,k与D之间均有较好的幂函数关系;相同的分维值条件下土样的渗透系数随密度的增大呈减小的趋势,分维值在2.450～2.600之间时,样本的干密度 与渗透系数k之间的幂函数关系较为明显。试验结果可以为泥石流启动的临界雨量研究提供理论基础,提高已有预报模型的普适性及精度。     

“6·28”矮子沟特大泥石流灾害成因研究

通过对四川凉山矮子沟流域的勘查,结合遥感解译及矮子沟流域的地质活动历史,分析“6·28”矮子沟泥石流的影响因素,在此基础上分析了矮子沟泥石流的成因。“6·28”矮子沟泥石流是在地震、人类活动及干旱影响下,受强降雨激发,坡面及支沟先发生泥石流,支沟泥石流堵塞主沟泄洪通道,强降雨使堵塞体瞬间溃决形成较大山洪,山洪的强大揭底作用使沟床松散固体物质启动,沿途不断有岸坡坍塌补给,中下游段有大块石加入,规模不断增大而形成。采用形态调查法计算的泥石流流量为925．91m3／s,泥石流总量为57．4×104m3,一次固体物质总量为27×104m3。通过对矮子沟流域的物源、地形及流域的气候特征研究,得出初步结论：近期泥石流的规模和频率都会降低,但在极端干旱、地震和强降雨的偶然联合作用下,依然可能发生大规模的泥石流灾害。     

泥石流源区砾石土的粒度分形特征

以19条泥石流沟源区75个砾石土试样的颗分数据为基础,应用分形理论研究泥石流沟源区砾石土粒度组成特征,并对粒度分形特征与土体颗粒组成的关系进行了讨论。结果表明:1.粒度分布具有分形特征,以一重分形特征为主;2.一重分形特征表明土体各粒组的含量连续分布性较好;二重分形表明土体各粒组的含量连续分布相对较差,某一粒组含量存在突变;3.所研究的沟道平均粒度分维值Da在2.45～2.78间,且平均粒度分维值Da随粘粒含量Pc增加逐渐增大,具有一重分形特征的沟道二者满足关系式Da=0.108ln(Pc)+2.511。最后探讨了研究源区砾石土粒度分形特征的意义。     

不同固结压力下聚苯乙烯轻质混合土渗透特性试验研究

通过室内渗透试验,对聚苯乙烯轻质混合土的渗透特性进行了研究,重点对龄期、水泥掺入比及EPS（聚苯乙烯轻质混合土）含量等主要影响因素进行了分析。采用常规三轴仪,进行了不同固结压力下的渗透试验,模拟土体在真实受力状态下渗透系数的变化。结果表明,渗透系数随水泥掺入比、龄期、固结压力的增大及EPS含量的降低而降低,近似为乘幂函数关系,但其降低的幅度因配比及龄期不同而异。