泥石流排导槽研究进展及发展方向

泥石流是我国最常见的地质灾害之一,在5.12汶川地震后表现得尤为突出。排导槽作为一种结构简单、经济适用的防护措施在泥石流的防治工程中发挥了重要作用。本文简要阐述了泥石流排导槽的发展历程,重点分析比较全衬砌槽和软基消能型槽的结构特点、排导原理、优缺点及适用范围,其中全衬砌槽束水冲砂的特点增加泥石流的排泄,减少淤积,适于下游有广阔停淤区域或主河有足够输移能力的泥石流;而软基消能槽设置贯穿型横向潜槛,增大摩擦,降低流速,适于下游有城镇、铁路、工厂等重要基础设施的泥石流;分别从横纵断面优化、材料选择等角度总结了排导槽的研究进展:初步界定排导槽合理纵比降为3°～10°;横断面上对矩/梯形、圆形、V形等几种主要槽型水力条件进行分析比较,得出圆形断面最优;尝试运用高强混凝土等新型材料或结构增加排导槽的抗磨强度,延长其使用年限;综合考虑泥石流地质地貌背景、水文条件、施工难易程度、经济与否等多方面因素,选择最合适的排导工程;指出随着各项土木工程中生态需求的日益增长,今后研究工作中应加强模型试验,尤其是交错齿槛等生态型泥石流排导槽的研究,进一步完善泥石流排导槽的优化设计体系。     

泥石流V型排导槽防治理论及应用研究

泥石流是造成云南省直接经济损失最高的地质灾害。云南省在防治泥石流方面总结出一套“稳、拦、排、截”等工程和植物措施相结合的综合治理办法,V型槽属排导措施中的一种。在云南31条泥石流防治工程实验与实践中,突破泥石流排导最小纵坡和槽型最小曲线半径的理论限制,创造了在部分沟段排导槽最小纵坡3‰、最小曲线半径仅为槽宽的3倍仍能顺畅排导泥石流的效果,改善了纵坡连接代数差的范围,认识到平面曲线段(弯道拐点)和纵坡变坡点不能叠加的问题,发展了复式V型槽。     

V型排导槽防治泥石流灾害

云南1990年至今推广应用V型槽防治泥石流灾害，对多条泥石流工程防治实践与试验研究的总结，介绍云南泥石流的特点、V型排导槽防治泥石流原来以及V型槽技术治理泥石流灾害的优点。     

Ⅴ型排导槽防治泥石流灾害

云南1990年至今推广应用Ⅴ型槽防治泥石流灾害,对多条泥石流工程防治实践与试验研究的总结,介绍云南泥石流的特点、Ⅴ型排导槽防治泥石流原来以及Ⅴ型槽技术治理泥石流灾害的优点.     

V型排导槽内泥石流流速横向分布探讨

V型排导槽内泥石流流速的横向分布是一个与设计密切相连的非线性分布,直接关系到排导槽横断面各位置泥石流冲击力、磨蚀力等特征参数的定量计算。但目前流速公式多针对矩形槽,规范中没有关于该流速横向分布相应条款,因而导致部分已建V型排导槽因磨蚀或淤积而防治失效。鉴于此,本文试图通过合理假设,推导出泥石流流速横向分布计算公式,并以在建雅(安)泸(沽)高速公路沿线的某沟泥石流防治为工程背景,验证其具有一定的适用性,可供相关研究与设计参考。     

泥石流排导结构耦合磨损随机过程建模及分析

泥石流排导结构对于减轻泥石流对周围建筑物的损毁起到了显著作用,但目前大多数排导结构难以抵御泥石流的强烈侵蚀磨损和周围环境恶劣时伴随产生的腐蚀磨损。首先,通过分析泥石流排导结构侵蚀和腐蚀磨损机理,应用相关磨损量计算公式,提出了考虑侵蚀和腐蚀的泥石流排导结构耦合磨损计算公式。然后,以此为基础,针对磨损过程的动态性和随机性,建立了泥石流排导结构耦合磨损随机过程模型,推导了任意时刻磨损量的分布函数,实现了评估泥石流排导结构的动态可靠性和概率失效时间。最后,通过具体算例分析验证了模型的实用性,可为今后泥石流排导结构的磨损定量评估提供理论参考。     

泥石流的运动规律分锨防治建议——以湘南白岭沟泥石流为例

文章以湖南省南部白岭沟泥石流灾害为例，对其运动规律进行了计算分析，提出了有针对性的综合治理措施，对历史上没有观测资料的泥石流灾害的治理具有一定的指导意义。     

泥石流拦挡坝优化设计

拦挡坝设防高度决定着库容,因此确定合理的设防高度在拦挡坝的设计中极为重要。在坝址确定的情况下提高拦挡坝的设防高度可以加大库容,增强防治工程的抗灾能力,但其泄洪能力会受到影响,因此拦挡坝的库容与其泄洪能力是矛盾的。既有设计理论中泥石流峰值流量按照全流域面积汇水输沙总量计算,该理论认为每个拦挡坝的设计洪峰流量是相同的,而实质上对于流域面积大的泥石流沟,设置在上游、中游及下游的拦挡坝由于汇水面积的差异而导致泥石流峰值流量相差较大,本文作者提出了按有效汇流面积计算泥石流峰值流量的优化设计方法,用该方法设计的拦挡坝的溢流断面面积较小,从而达到提高设防高度,增大库容,提高拦挡坝的容灾能力。     

泥石流防治工程优化设计方案初探

本文介绍一种以可靠理论为指导的泥石流防治工程优化设计方法，文中首先提出了由于泥石流荷载的不确定性而以概率约束表示的泥石流防治工程参数优化设计的模型；然后建立了用离散变量优化与随机模拟相结合的一种求解方法；最后应用实例对该方法的原理和计算程序进行了说明。     

泥石流防治工程优化设计方法初探

本文介绍一种以可靠性理论为指导的泥石流防治工程优化设计方法。文中首先提出了由于泥石流荷载的不确定性而以概率约束表示的泥石流防治工程参数优化设计的模型;然后建立了用离散变量优化与随机模拟相结合的一种求解方法;最后应用实例对该方法的原理和计算程序进行了说明。     

泥石流汇流槽可靠度分析

汇流槽是泥石流治理工程中常用的工程措施之一。文章基于汇流槽的倾倒破坏、滑移破坏及地基破坏模式，通过对汇流槽设计影响强烈的岩土参数、几何特征、荷载因素等敏感因子的求解方法及分布特征分析，从汇流槽的抗倾稳定、抗滑稳定和基底应力要求三方面建立极限状态方程。对于每个极限状态方程，在泰勒级数对非线性极限状态方程线性化后，运用一次二阶矩的理论，先假定失效点P^＊，求解出相应的均值和方差。然后根据可靠的定义，得到相应的可靠度指标，通过迭代法求解真正失效点的可靠度指标βi。最后根据3个状态方程相互独立的假定，得出整个结构的可靠度指标β。该方法在平川泥石流防治工程中得到了成功的运用。这对于可靠度设计方法在泥石流防治工程中的运用进行了有益的探讨。     

栾川大南沟泥石流防治工程设计的思考

栾川县大南沟泥石流发展处于旺盛期，危害较大，进行治理已迫在眉睫。在对泥石流形成机理、动力特征值计算、工程稳定性评价的基础上，确定了防治工程规模，设计了2座拦砂坝及1220m排导槽的工程防治方案。     

钎头排粉槽技术参数分析

通过对钎头排粉槽技术参数、几何形状、冲洗孔的位置和水压力等的分析，同时从流线型排粉槽钎头与现用钎头的试验结果看出，现用钎头的排粉槽应改为流线型，冲洗孔改为朝后，这样就减少了岩粉流的阻力，从而提高凿岩速度。     

四川木里“7·5”黄泥巴沟泥石流灾害过程及防治措施建议

2021年7月5日项脚沟七条支沟在连日降雨的情况下相继暴发泥石流灾害,因群测群防体系的高效运转,避免了20户118人因灾伤亡和1 421万元的经济损失,实现了成功避险。黄泥巴沟是暴发泥石流的支沟之一,流域面积14.47 km²,此次灾害中冲出物规模12×10⁴m³,损毁房屋数间。黄泥巴沟在2020年“3·28”森林火灾中地表植被焚毁严重,导致其泥石流孕灾环境发生剧烈变化,在鲜有泥石流活动的背景下,于2020年和2021年数次暴发泥石流灾害。通过实地调查,得出发生剧烈变化的泥石流孕灾环境和沟口外村寨旧有布局格式之间的矛盾是导致下坪子村受灾严重的关键原因,然后推断整个灾害过程：先前暴发的泥石流冲出物堵塞村寨中部沟渠,随后流出的山洪因无法顺畅排泄而发生大面积漫流,导致村寨所受损失倍增。首要的治理措施是修建一条连接沟口与主河的排导槽并重新规划村寨布局,使泥石流可以顺畅的排泄到主河之中并且使村寨建筑远离泥石流的直进范围。最后分析了此次群防群测体系的成功实践,总结经验以供参考。     

云南省维西县二道河泥石流灾害防治技术应用及研究

云南省维西县二道河泥石流至今已有数百年历史 ,近年来 ,随着人类活动对自然环境的破坏加剧 ,生态环境日趋恶化 ,泥石流几乎年年都爆发 ,且次次造成灾害。 2 0世纪 90年代初中期曾进行过治理 ,基本控制了泥石流灾害的漫延和发展。但在二道河泥石流汇入永春河处 ,输砂能力差、堵河严重 ,使排导槽向上游回淤、漫槽形成灾害。本文针对二道河泥石流灾害的特点 ,综合多方面的比选结果 ,采用以V型槽排导为主的最佳续治方案。     

基于黏土颗粒含量的泥石流容重计算

泥石流灾害的防治通常采用“稳、拦、排”的基本模式,但对于不具备排导条件的泥石流治理方法,仍在探索之中。本文以阿勒泰布尔津县科克逊泥石流为例,对排导受限条件下的泥石流防治模式进行了探索性的分析研究,提出了“上游拦挡物源、中游稳固沟道和消能、下游综合排导”泥石流治理新模式。该模式在稳定和拦截泥石流物源的基础上,充分利用下游地形地质条件,在下游沟口地形开阔处修建拦水堤坝,坝前设置渗水区,拦截和储存水体,借助该区地层良好的渗透性,使临时储存的水体快速下渗转化为地下水进行排泄,从而有效达到治理泥石流灾害的目的。本文以新疆布尔津科克逊泥石流为例,系统分析了研究区地形地貌、水文、工程地质条件、下游堆积区地质结构等,优化了工程布局和结构设计,通过现场工程应用验证了新模式的可行性和有效性,并根据不同地质条件、气候特征、社会经济情况等提出了相应的适应性调整措施,提高泥石流防治的长期有效性,成果可为排导困难区域的泥石流防治提供借鉴。     

汶川震区狭陡型泥石流典型特征与防治

汶川MS 8.0强震发生6年来,震区暴发了数量众多、类型多样的泥石流灾害,其中一类可总结为"狭陡型泥石流",其特征指标及防治对策与震前常规泥石流存在显著差异,给灾后重建和灾害防治技术提出了新的命题。在对(极)重灾区泥石流活跃的五大片区(汶川、都江堰、绵竹、北川、安县)进行大量现场调查和资料分析的基础上,提出了强震区狭陡型泥石流的概念并给出定义,提炼了其在形成、活动及危害等方面的典型特征;通过工程实践,分析了其独特的治理难点及相应的防治对策,介绍了几项极具适应性和有效性的防治新技术,可为强震扰动区泥石流治理研究和工程设计提供一类新的思路和借鉴。     

甘肃陇南市武都区小水沟泥石流治理防治工程

2008年"5.12"汶川特大地震对甘肃省陇南市造成了严重危害。震后次生地质灾害对陇南市城镇村庄、交通和人民群众生命财产安全造成严重威胁。武都区蒲池乡小水沟震后产生了大量的崩塌、滑塌堆积体,一旦遭遇暴雨,极易发生泥石流灾害,直接危及小水沟沟口左岸九年制义务学校一座及沟口两岸居民,因此治理该泥石流沟是十分必要的。通过对当地暴雨特征、地层岩性、地质构造、泥石流固体物质源及形成的踏勘,针对该泥石流具有危险度高,流量大的特点,执行全面规划、重点治理的设计思路,采取了防护、生物工程相结合的综合防治措施。拦挡工程为有效发挥工程泻洪、拦渣、调节、固床、稳坡和控制固体物质补给量,预防沟道下切及沟壑发展,减少泥石流对下游村庄危害,起到了积极作用;生物工程的主要作用是稳固堤前砂土、减缓水石流流速、减小水石流对护堤的直接冲蚀和破坏、保障堤内居民生命财产安全和耕地的正常使用、增大植被覆盖率,绿化环境等。     

考虑环境效应的悬臂桩排支护结构优化设计

采用ｍ法,控制桩身最大变形,通过对给定基坑外地表最大沉降量情况下的悬臂式桩排支护结构进行优化设计,来考虑基坑开挖的环境效应。经工程验证表明,效果明显。