格栅坝在泥石流防治中的应用——以汶川地震引发的烂泥沟泥石流治理为例

受汶川地震影响,四川等地泥石流治理更为迫切。泥石流的暴发具有突发性,在防治工程中,相比实体坝而言,格栅坝是一种节省材料、稳定性更高的拦挡结构,使用范围越来越广,但是目前尚无成熟的格栅坝设计方法。本文参考梳齿坝的已有理论确定了支墩间距的计算方法,并结合已有实验资料提出了格栅坝格栅间距的计算公式,改变了以往不同坝体乃至同一坝内各横梁间距一致的计算方法。另外,因支墩间隔相对较小,以简支模式计算石块对横梁冲击力并不合适,本文基于固定梁模式重新推导了计算公式,其计算结果与简支梁模式比较,数值大了3倍。最后考虑坝体建成后的不同情况,提出了支墩、横梁及两侧翼墙的详细计算工况,并基于以上设计理论,对烂泥沟泥石流治理工程的部分格栅坝进行了具体设计。     

带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝抗冲击性能研究

为了解决普通重力式泥石流拦挡坝在大规模泥石流发生时容易被大块石损毁的问题,提出带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝,并采用钢球代替泥石流中的大块石,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对这种新型坝体进行泥石流大块石的冲击模拟,从坝体的变形、支反力、Von Mises应力、加速度和应变率5个方面与普通重力式拦挡坝进行对比分析。结果表明：与普通泥石流拦挡坝相比,带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝的支反力可减小3/4左右,钢球的冲击加速度可降到1/3.87,坝体的响应加速度可降到1/2.61,说明带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝具有非常好的抗冲击性能。     

川藏公路四川段泥石流灾害研究与治理

大量现场调查和观测发现,川藏公路四川段的泥石流灾害集中分布在4个区域,即龙胆溪泥石流区、雅江泥石流区、波戈溪泥石流区和巴塘—金沙江泥石流区。波戈溪泥石流区和巴塘—金沙江泥石流区是境内泥石流灾害最严重的地区,流域面积超过20km^2的特大型泥石流有24条。自东向西,川藏公路四川段泥石流由水石流逐渐演变为稀性泥石流;复杂的地质构造环境、高山深谷地貌特征、强烈的地震活动、高强度的降雨和冰雪融水,构成泥石流灾害显著发育的环境条件。将公路沿线泥石流形成机理概括为4种,即降雨冲击机理、强度衰减机理、冲刷切割机理和沟床拖拽机理;2003年以来采用护岸结构、速流结构、抗冲击结构、拦渣坝、消能坎等技术实施了30余个大型泥石流灾害治理工程,治理效果显著。     

沟道松散堆积体冲刷启动机理与泥石流-拦挡坝相互作用研究

汶川地震后我国西部山区大量崩滑体堵塞泥石流沟道,形成堰塞坝,暴雨条件下极易溃决形成溃决洪水,剧烈冲刷侵蚀下游松散堆积体,形成或加剧泥石流灾害规模,对下游拦挡工程的破坏性极强。通过室内水槽试验,监测堆积体内和拦挡坝后相关土水、动力参数响应规律,分析松散堆积体冲刷侵蚀启动力学机制及其与拦挡坝相互作用机理,并推导出考虑孔隙水压力的泥石流冲击力计算公式。结果表明：(1)冲刷启动过程中堆积体以溯源侵蚀、侧蚀为主,体积含水率和孔隙水压力先增后减,基质吸力呈波动减小。(2)在泥石流冲击拦挡坝过程中,坝后出现两次冲击峰值,第一次拦挡坝泄水通畅,振动加速度为1.29 m/s²;第二次排水受阻,振动加速度为1.22 m/s²,同时泥位达到峰值95 mm。(3)泥石流对拦挡坝的整体冲击力由动、静两部分组成,静冲击力与坝后孔隙水压力呈正比,而动冲击力与流速的平方呈正比。研究成果可为震后泥石流沟道松散堆积体冲刷启动机理研究与防治工程优化提供理论与技术支持。     

泥石流坝后侵蚀坑纵剖面形态及最大深度实验研究

泥石流拦砂坝坝后侵蚀坑形态和深度是泥石流冲刷基础研究的薄弱环节。通过室内水槽实验,探讨了泥石流坝后侵蚀坑的形态和不同实验控制条件下侵蚀坑深度的变化规律等。由实验观察可知,侵蚀坑纵剖面整体上呈现两端浅中间深的形态特征,其最深点的位置随水槽坡度增大向下游方向发展;侵蚀坑坑内上游坡度较下游坡度陡,对于具有相同级配的粘性砂和无粘性砂,无粘性砂的侵蚀坑坑内坡度较粘性砂的缓;侵蚀豌的最大深度受沟床纵坡、泥石流的容重、沟床组成物质的性质（特征粒径、粘性）等因素的影响较大;泥砂粘性的存在将大大削弱侵蚀的深度。     

青海玉树地震灾区地质灾害监测预警浅析

玉树7.1级地震不仅造成大量人员伤亡和财产损失,还造成岩体松动,并引发了大量崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。通过监测获取了崩滑体变形信息,掌握了崩滑体演变过程和泥石流危险信息,为地质灾害分析评价、预测预报及工程治理等提供可靠的资料和科学依据。     

地震波斜入射输入体系下坝后式厂房易损性分析

为了考虑地震波斜入射对坝后式厂房易损性的影响,通过斜入射SV波和P波波场叠加,在地表得到与实测地震动一致的设计地震动分量。同时为了考虑坝后式厂房的动力损伤,在程序中嵌入混凝土动力损伤本构,编写了可以考虑地震波斜入射体系的结构易损性分析程序。最后从太平洋地震工程研究中心（PEER）数据库中选取26条近场地震动数据,根据峰值地面加速度（PGA）对每条地震波进行调幅,以我国西南地区某坝后式厂房为工程实例,用增量动力学分析法计算了其上下游墙体在不同强度斜入射体系地震动作用下的易损性曲线。与传统垂直入射模式下的地震易损性曲线对比发现,传统垂直入射下的破坏概率较高,两种入射模式破坏概率最大相差26%。其中,坝后式厂房下游墙的破坏概率比上游墙大,最大相差可19%。因此坝后式厂房的抗震设计需考虑地震波斜入射的影响,并重点考虑下游墙部位的抗震安全性。     

土工格栅加筋土挡墙在复杂工程地质条件下的应用

随着我国经济建设的发展,越来越多的基础设施修建在工程地质条件复杂的山区内,所形成的高填方工程往往不具备放坡的条件,因此如何解决高填方工程的稳定性已成为一项刻不容缓的课题。土工格栅加筋挡土墙因格栅材料具有特有的网孔结构,对土颗粒能产生极强的嵌固与咬合作用,在高填方工程中得到了越来越广泛的应用。本文基于有限元强度折减法建立了土工格栅加筋土挡墙的计算理论,并通过模型试验进行了验证。通过在某机场工程中的应用说明了土工格栅加筋土挡墙的适用性,以及基于有限元强度折减法进行加筋土挡墙设计计算的可靠性。     

地震中整体面板式土工格栅加筋土挡墙动土压力研究

土工格栅加筋挡土墙是一种柔性挡土结构,目前尚未建立较严密的设计方法,作用在土工格栅加筋墙壁上的地震动土压力研究是抗震设计的重要内容之一。应用基于拉格朗日法的完全非线性动有限差分法研究整体面板式土工格栅加筋土挡壁在地震作用下各设计参数对挡壁动土压力的影响。采用弹塑性模型模拟填土,采用耦合弹性参数描述格栅与土接触界面特性,参数包括加筋间距、长度、刚度、地震强度和填土性质等,分析墙壁的动土压力沿墙身的分布特征,得出了影响地震动土压力的显著参数,证明了土工格栅加筋墙体的优异吸震能力,研究结果为整体面板式土工格栅加筋土挡墙抗震设计中的动土压力研究提供参考。     

土工格栅在复合地基中对桩与土的作用机制数值分析研究

土工格栅加筋垫层复合地基近年来在处理软土路基中得到了广泛应用,但土工格栅在复合地基中对桩与土的作用机制,尚无系统研究。基于弹塑性摩尔库仑模型,采用PLAXIS有限元软件,详细分析了无土工格栅和有土工格栅在不同抗拉强度下对路基沉降、侧向位移,桩的轴力和剪力以及基础的应力扩散等影响,得到土工格栅能有效减少路基沉降及侧向位移等结论,对于路基工程中土工格栅强度的选取及其它应用具有一定的指导作用。     

地震后泥石流灾害柔性防治冲击动力响应分析

采用当前方法分析地震后泥石流灾害柔性防治冲击的动力响应时,不能准确的分析柔性防护体系随时间变化产生的位移变化以及落石在冲击过程中对柔性防护体系的冲击时间与能量关系,得到的分析结果与实际不符,存在分析准确率低的问题。提出地震后泥石流灾害柔性防治冲击动力响应分析方法 ,构建防护体系有限元模型,利用Lagrange描述方法在连续介质力学的基础上构建撞击系统对应的控制方程以及弹塑性材料接触力学模型,在以上两个模型的基础上通过ANSYS/LS-DYNA软件模拟甘肃省陇南市某泥石流治理工程环境,通过分析柔性防护体系随时间变化产生的位移变化以及落石在冲击过程中对柔性防护体系的冲击时间与能量关系,实现地震后泥石流灾害柔性防治冲击动力的响应分析。实验结果表明,所提方法的的分析准确率较高。     

泥石流单双边防护堤防治效果对比——以曾达沟为例

防护堤选型对于泥石流的工程防治具有重要意义.以四川阿坝州曾达沟"6.27"泥石流灾害为例,通过对曾达沟地形地貌的遥感解译和对泥石流灾害的现场调查分析了单、双边防护堤选型的灾害特征,利用筛分实验、马尔文实验和室内直接剪切等实验、泥石流动力学和阻力计算等方法对曾达沟防治工程中的排导槽防护堤进行了研究与评价.研究结果表明,单...     

某湖滨路拓宽改造工程的稳定性分析及处理方案研究

针对某湖滨路的拓宽改造工程,选取地基土层最不利的断面进行数值模拟,并采用强度折减法研究其整体稳定性。数值分析结果表明,加宽后的新路基稳定性较差,安全储备不能满足要求,需要采取加固措施。对初步设计提出的仅采用土工格栅和采用土工格栅＋水泥搅拌桩这两种不同加固处理方案进行了数值分析。计算结果表明,相比仅采用土工格栅,采用土工格栅＋水泥搅拌桩进行软基处理可以有效地减小不均匀沉降、提高路堤的整体稳定性。本文的实例研究可供类似工程参考和借鉴。     

基于地貌信息熵与滑坡物源的芦山地震区泥石流危险性评价

地貌信息熵是判断地貌发育演化阶段的量化指标,常用以表示流域地貌面的受侵蚀程度,是地形地貌因子的反映。以GIS技术为操作平台,利用芦山地震滑坡体积作为泥石流物质来源数据,采用地貌信息熵方法,对55条泥石流沟进行了基于滑坡物源的泥石流危险性区划研究,期望能为即将来临的雨季做好泥石流危险区规划和防灾工程部署提供参考。研究结果表明:研究区泥石流沟谷流域地貌信息熵值变化范围为0.003 2~0.938 1,沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布;泥石流危险区面积自极高危险区至极低危险区基本呈现递减趋势,80.77%研究区面积的泥石流沟谷比较活跃,处于幼年期—壮年期的泥石流沟谷增加了泥石流发生的危险性;泥石流沟谷流域斜坡物质响应率变化范围为0~133.24mm,低度和极低度物源敏感区面积共占研究区沟谷流域面积的72.93%,表明近的泥石流沟谷流域对滑坡物源不敏感;基于滑坡物源的泥石流危险性评价结果表明,以上的泥石流沟谷流域处于中度及以上危险区,泥石流活动较为活跃。     

生态袋边坡绿化施工在废弃矿山治理中的应用

边坡绿化常用方式有网箱种植、台式种植、袋式种植、面式种植等,本文采以焦作市武钢废弃粘土矿矿山环境治理项目为例,阐述了生态袋边坡绿化方式在废弃矿山采区边坡地质灾害防治设计中通过整理平整边坡,堆砌生态袋,加筋格栅安装,打锚杆等技术方法、施工工艺,结合工程实例介绍并探讨该方法在矿山环境治理中的应用。     

基于地震时程分析的尾矿坝稳定性评价

采用永久变形分析和地震时程分析相结合的综合研究方法,开展某大型现场尾矿坝的稳定性评价。依据尾矿坝场地地震安全性评价结果,确定50年超越概率10%、5%的荷载时程输入曲线;采用修正UBCSAND模型进行隐式非线性分析;采用粘性输入边界,解决动力荷载时程较长时引起计算不收敛的问题;进行尾矿坝的三阶振型特征周期计算;进行基本烈度下永久变形分析,剖析不同坝体标高的变形特征;绘制位移云图并剖析位移变化特征;采用时程+SRM法,计算绘制50年超越概率10%和5%的安全系数时程曲线。根据永久变形和稳定性系数计算结果,综合判定尾矿坝稳定状态,据此对现场尾矿坝提出加固建议。建立的研究方法和成果可为大型尾矿坝稳定性评价工程提供参考。     

美国地质调查局规定它有责任发布地质危险灾害的警报

美国《地质时代》1977年6月号第18～19页刊载了一篇题为《美国地质调查局规定在灾害中的作用》的报道,摘译如下:美国地质调查局规定,它有责任发布地震、火山爆发、滑坡、泥石流、塌陷、断裂、地表裂缝以及与冰冻有关现象(如湖、坝的冰溶     

汶川地震灾后重建的岩土工程问题探讨

在对5·12汶川地震灾区大量次生地质灾害实地考察调查的基础上,总结了次生地质灾害发育分布的特点,探讨了灾后重建的岩土工程问题。此次地震引发的次生地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等;次生地质灾害的发育分布与地震烈度相一致,与断裂带密切相关,并形成崩塌、滑坡→泥石流或崩塌、滑坡→堰塞湖→泥石流灾害链。灾后重建必须注重建设场地工程地质条件的研究、科学规划选址,合理避让地质灾害高风险地段;对重点高陡边坡灾害须进行必要的岩土工程加固,山区建筑地基基础设计应符合相关要求,要尽量减少对地质环境的扰动,预防工程诱发灾害。研究结果可为灾区岩土工程减灾防灾以及灾后重建提供参考。     

四川理县蒲溪乡边坡变形监测及降雨影响分析

四川省阿坝州理县蒲溪乡河坝村后山边坡属于老滑坡区,2014年6月以来,出现地表拉裂、鼓胀、下挫及挡墙剪切错断等现象,并不断加剧恶化,严重威胁当地民众安全。为预防滑坡灾害,当地政府在边坡前修建防护坝。为评估该防护工程效果,获取6个新建GNSS观测点实时变形观测数据,运用灰色关联法,明确降水变率是造成该区形变的主要因素,进而采用边坡变形量行业常用GM(1, 1)模型,预测可能的边坡形变量,并与GNSS观测点实测值对比,结果表明,在防护坝建成1年7个月后,边坡变形速率逐渐减缓,防护工程治理效果显现。     

Sabo works在日本的发展和应用

泥石流、滑坡等自然灾害的发生往往都造成人民生命财产和社会经济的巨大损失,严重危害着人类的生活,影响到社会、经济以及自然环境的持续发展。如何预防和降低这类灾害的损失,是人类社会,尤其是发展中国家面临的巨大问题。中国也是深受泥石流、滑坡等灾害影响严重的国家之一。2008年5月12日的汶川地震引发滑坡、崩塌众多,凸现了对这类灾害进行治理的紧迫性和必要性。文中通过介绍日本Sabo works的发展和目前应用情况,为中国泥石流、滑坡等灾害的防治工作提供有益借鉴