砾石土分形特征及其与泥石流启动关系试验

对116条泥石流沟取样,所取土样共182个,通过室内颗分试验得到其颗粒组成特征,以此为基础引入分形理论计算各土样的分维值,并分析分维值与级配特征之间的关系。分析发现:泥石流源区砾石土以一重分形特征为主,分维值介于2.250~2.798之间,分维值大的砾石土颗粒组成较为均匀,分维值减小,砾石土中的细颗粒含量逐渐降低。基于砾石土分维值分布区间,在野外配置土样开展泥石流启动试验,综合分析试验现象、孔隙水压力及含水量变化情况得到以下结论:形成泥石流的砾石土具有临界特征,分维值小于2.4的砾石土不易形成泥石流;分维值介于2.4~2.6时,以土力类泥石流为主,泥石流重度较高且规模较大;分维值介于2.6~2.7时,以水力类泥石流为主,泥石流的重度较低,以稀性泥石流为主,并伴有明显的阵性特征。分维值及降雨条件相同时,土体变形(未启动形成泥石流)或破坏启动形成泥石流的时间与密度呈正相关关系。     

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。     

泥石流源区弱固结砾石土的渗透规律

泥石流源区砾石土的渗透过程是泥石流形成全过程中不可缺少的一个子过程，该研究对泥石流形成规律的认识和对泥石流汇流计算具有重要的意义。为此，笔者与日本学者一道选择蒋家沟支沟——大凹子沟的弱固结坡积物坡面做径流产流实验，实验区面积4000cm^2，实验用可控的头降雨，通过接收和量取超渗产流的量，判断土体是否达到稳定下渗，得出初始下渗率为0．55mm／min，参数口为0．56。通过下渗率与时间关系的曲线描述．建立泥石流源区砾石土的渗透方程，该方程可用物分析泥石流源区激发雨量过程的渗透规律，同时揭示泥石流源区产流过程地表径流的形成机理及其与流体能产生及流量的关系。通过大凹子沟1994-06-15-16日的降雨资料可计算出超渗产流为0．415mm／min．其总流量占泥石流总流量的17．8％。     

强震区泥石流启动机制

地震区的泥石流物源主要来源于滑坡、崩塌等松散体,具有结构疏松,密实度低,堆积时间短等特点,与非地震环境中的滑坡、崩塌堆积体的结构有所不同,堆积体的物理力学性质发生了改变,堆积体转换为泥石流所需的外界条件也相应的改变。以汶川地震区都江堰市龙池镇典型泥石流灾害为例,分析了地震滑坡、崩塌松散体的堆积形态和堆积体的应力环境。从静力学和动力学角度分析堆积体在强降雨条件下的起动特征,探讨了降雨作用形成的地表径流水深与堆积体失稳时的应力极限状态的关系。分析得出沟道岸坡滑坡堆积体发生侵蚀时的地表径流力为F=(τ1f-f1sinα)/cos(α-26.65),并建立径流水深与地表径流力的关系:H=F/4ρsgJ。分析在动量守恒条件下,堆积体单位时间内的侵蚀体积dV=dM/γs模型。为了进一步探讨在实际现场的应用,以汶川地震区都江堰市的水打沟泥石流为例,分析发生泥石流时的地表径流水深为0.011 m,其结论与实际调查结果基本一致。     

震区泥石流流域内滑坡物源根系固土效应分析

通过室内直剪试验对强震区泥石流流域内的滑坡堆积物源所恢复草本植被的根系进行了固土效应分析,并研究探讨了含水率、含根量对根系固土效应的影响,以及不同植物根系的固土效应差别。结果表明:(1)植被的恢复有利于堆积物源稳定性的增强;(2)恢复植被的坡体,随着含水率的逐渐增加,其稳定性依旧会逐渐增加达到峰值再逐渐变小直至发生破坏;(3)在中华草沙蚕、细裂叶莲蒿和中华山蓼3种植被中,细裂叶莲蒿根系对堆积物源的固土效应最好,其次为中华山蓼,再次为中华草沙蚕。     

强震区泥石流物源演化特征分析

探讨震区泥石流物源演化特征是进一步揭示泥石流物源供给条件和演化阶段划分的基础,为探究强震区泥石流物源演化特征,本文将物源分为4级,利用ArcGIS软件对4期影像进行详细解译,并基于流域水系理论和方法计算物源面积、密度和连接度。在此基础上探讨泥石流物源演化特征,结果表明:四期影像物源解译面积分别为10.91 km~2、12.34 km~2、12.70 km~2和9.71 km~2,增长率分别为13%、3%和-24%,物源数量分别为1516处、1751处、1943处和1853处,增长率为16%、11%、-5%;物源面积以二次函数模式演化,于2012年前后物源面积增加到最大值,且经过近十年恢复,物源面积较震初减少了11%,物源数量增加了22%级物源密度、二级物源密度、三级物源密度以二次函数形式先增大后减小,而其他物源密度以指数形式逐渐减小;物源连接度随时间增长呈现出先增大后减少趋势;根据物源面积、物源密度和物源连接度变化规律将物源演化过程大致划分为四个阶段。研究结果对于进一步研究震区泥石流物源演化具有一定参考意义。     

滑坡转化泥石流起动研究现状

滑坡转化泥石流起动研究是基础前沿性研究，直接关系到泥石流其他方面研究的进展，特别是预测预报。分析了国内外在滑坡转化泥石流起动研究方面的进展，分别从野外观测研究、实验设计和理论分析三个方面进行了阐述。重点介绍了目前国内外在理论上的进展，并进行了初步评价。通过讨论，提出了深入研究的思路与急需解决的问题，为下一步研究提供依据。     

震区泥石流物源储量评价方法综述

充足的物源是泥石流形成的三大基本条件之一,对物源动储量进行合理的评价,不仅可预测泥石流爆发的规模和频率,同时也是其治理工程设计的重要依据。本文从泥石流分类物源、全流域物源及震后物源三方面总结了目前动储量的评价方法,分析了各方法的评价原理,并指出各类方法存在的不足,得到以下结论:(1)物源总储量的评价方法较多,而动储量评价由于受影响因素较繁多,评价方法相对较少;(2)"5.12"汶川地震后震区物源数量及种类剧增,物源统计易忽略具有隐蔽性的高位震裂物源,震后不同时期各物源对泥石流的贡献不一,应考虑时间及空间的演化效应,根据各类物源的动态演化特征做科学合理的震后物源动储量评价;(3)泥石流物源的动储量评价应考虑一定工程有效期内的不同降雨条件的影响更为合理。     

泥石流产生的力学分析

泥石流为我国山区常见的一种自然灾害,是由水和泥沙组成的两相流体。它暴发突然,来势凶猛,运动快速,历时短暂,是介于块体滑动和水力运动之间的的一种颗粒剪切流;其堆积形态多为岗状、岛状(舌状)和片状,其沉积物毫无分选具有大小石块混杂的结构。泥石流堆积形态为山前泥石流堆积扇。     

汶川地震区绵竹小岗剑沟泥石流发展趋势

小岗剑沟是汶川地震区内一条典型的泥石流沟,位于绵远河的左测,流域面积1.36 km2,沟床平均纵比降412‰。该沟在2008年"5.12"汶川地震后多次暴发泥石流,掩埋从沟口通过的汉(旺)清(平)公路,给四川省绵竹市清平乡的地震灾后重建造成重大危害。通过初步分析,小岗剑沟泥石流的形成过程为:暴雨作用下沟因上游良好的汇流条件而产生山洪→山洪冲刷堆积在沟道内的松散固体物质形成小规模泥石流→泥石流沿大比降沟道向下运动,因具有强大动能而具有强大冲刷下切侵蚀能力,下切侵蚀下游沟床质以及沟口的老台地→在沟口形成大规模泥石流。地震后4 a内共暴发泥石流10次,将沟口老堆积体下切侵蚀深度达35 m,泥石流冲出固体物质50×104m3。目前,沟内仍有固体物质量334.3×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为156.8×104m3。如此大量的松散固体物源,使小岗剑沟可能还暴发大规模泥石流。通过泥石流形成因素分析,该沟泥石流活动总体呈强度下降趋势,泥石流活动类型:震后一段时间内为输移控制型、然后为输移控制型向松散固体物质控制型过渡,最后发展成为松散固体物质控制型。通过这些分析,为泥石流治理提供科学支撑。     

粘性泥石流加速运动的力学分析

首先论述了四种沙石体运动模式,还通过理论推导,求解沙石体运动的加速度、末速度和平均速度的计算公式,最后分析了沙石体在多级变坡斜面上加速运动的速度计算方法。     

汶川震区北川县城魏家沟暴雨泥石流灾害调查分析

2008-09-24强降雨过程导致汶川震区北川县城魏家沟泥石流暴发,对老北川县城造成了严重的破坏.由于这场泥石流灾害发生在汶川地震高烈度区,是地震与降雨共同作用下的结果,研究其形成与成灾过程,对于进一步认识强震区泥石流发育特征具有萤要的意义.根据现场调查和高分辨率航空图像解译,分析了魏家沟泥石流流域特征,特别是地震条件下的泥石流物源特征,在此基础上讨论了泥石流起动过程和堆积过程.魏家沟泥石流典型实例表明了汶川震区泥石流已进入一个新的活跃期.因此,应该开展对汶川地震区的泥石流风险评估和监测、早期预警等研究,采取有效的工程措施控制泥石流的发生和危害.     

强震区都江堰市龙池镇泥石流物源的遥感动态演变

"5·12"汶川大地震导致大量碎屑物质在陡峭的斜坡积累,当遇到强降雨时极易成为泥石流的物源地。2010-08-13一场暴雨导致都江堰市48条沟同时暴发泥石流。选择汶川地震高烈度区的龙池镇境内12条泥石流沟为研究区,采用基于遥感的手段研究"5·12"震前、震后、"8·13"暴雨后泥石流流域内物源的变化特征。强震后研究区泥石流流域物源重要变化是大量的崩滑体被诱发。暴雨后研究区泥石流流域物源变化是震后产生的滑坡产生了不同程度的滑移扩张。通过开展遥感解译,结合野外调查,详细论述了研究区泥石流物源的变化情况。将"5·12"汶川地震前(2007-09-18)经波段融合后15 m的TM影像与地震后(2009-02-10)的2.5 m全色SPOT5影像相比较,发现泥石流流域内的滑坡体积由震前的0.86×106m3增加到地震后的42.30×106m3,即汶川高烈度区经过地震后新增滑坡体积达4 835.94%。而经过暴雨后(2011年7月)的0.5 m全色波段WorldView-2影像,泥石流流域内的滑坡体积又增加到68.85×106m3,即研究区经过暴雨后新增滑坡体积达62.76%。研究结果表明,汶川震区在地震及暴雨下物源量猛增,导致泥石流暴发的概率很高。     

粘性泥石流稳定运动的力学分析

重点论讨的是，泥石流形成之后的流通段粘性泥石流稳定运动特征。以野外观察为基础，提出了沙石体整体滑动的运动模式和膨胀流体的运动模式，并对这两种稳定运动模式提出了各自的计算方法及其参数的选用意见。     

泥石流源地松散体起动人工降雨模拟及放水冲刷实验

以神府－东胜矿区人为泥石流及云南东川蒋家沟自然泥石流为研究对象,采用人工降雨及放水冲刷模拟实验方法,分析了不同类型,不同地区泥石流源地松散体起动条件及泥石流过程,得出一些有意义的结论。     

基于GIS的强震区泥石流流域崩滑物源演化强度评价

为探究震后泥石流流域内崩滑物源演化强度,基于高清遥感影像和GIS平台,计算物源面积、长轴及其演化速度,将演化速度(分为3级并赋值)作为物源演化强度评价指标,并构建物源演化强度评价模型。物源演化强度评价结论如下:1)物源数量和总面积随物源面积、长轴演化速度等级提高而逐渐减少;2)物源演化弱强度、中等强度、高强度物源数量分别为1 166处、255处、121处,分别占总数的75.61%、16.54%、7.85%;3)高演化强度物源主要为大型崩滑物源,多呈长条状分布在沟道两侧坡度较大地方,弱演化强度物源为小型崩滑物源,多分布在远离沟道两岸坡度较缓地区;4)细粒物质运移、植被恢复、物源量差异是导致演化强度差异的重要原因。     

塔克拉玛干沙漠腹地风沙土的力学性质

风沙土是形成于干旱、半干旱区的一种特殊性质的土,其力学性质不同于一般土体,结构松散性为其最主要的特点。通过对塔克拉玛干沙漠腹地14个风沙土样进行压缩试验和抗剪试验,获得了风沙土的基本力学参数:风沙土压缩模量值在50.00~142.86MPa之间,是一种低压缩性土;风沙土的内摩擦角值在31°55'~36°19'之间,低于河流冲积砂的内摩擦角值;风沙土存在结构力,其力学效应相当于粘聚力,可以在剪切试验中测出,其值在0.6~9.3kPa之间。并分析了影响这些力学参数的主要因素。     

泥石流与滑坡

P642．23 2007021178聂拉木县冲堆普2002年泥石流成因分析及防治对策=De- bris flows of Chongdui gully in nyalam county,2002:Cause and control/陈晓清,崔鹏…//冰川冻土．—2006,28(5)．—776聂拉木县冲堆普于2002年5月23日和6月29日先后两次暴发了大规模泥石流灾害．通过对上游的考察和气象资料分析,查清了灾害的形成原因是冲堆普上游冰川融水     

泥石流与滑坡

P642 .23 2003010189基于GIS技术的泥石流风险评价研究=Ass~ent of debrisflow risk of Yunnanp~nce by using Gls塘川,朱大奎//地理科学一2002,22(3)一300一304 以云南省为研究区,选取6个成因因子参与泥石流危险度敏感性分析,通过将研究区易损性评价图与危险性评 25价图叠加分析,编制出云南省泥石流风险评价图.该图描述了在现有自然条件和人类活动下的泥石流风险敏感区.研究成果为全面反映灾情,确定减灾目标,优化防御措施,进行减灾决策提供了重要依据.图!表2参29(盛春蕾)CI习P642.222《犯3010190黄土地区灌溉水诱发滑坡群的研究二I刀t…