泥石流冲击作用下框架结构的破坏机理

推导了泥石流冲击力作用下结构的最大位移,可以看出最大位移与泥石流的密度、速度,结构的周期、刚度有关。通过对泥石流冲击力的简化,利用有限元软件模拟二层框架结构在泥石流冲击作用下的响应,得到了底层框架柱的位移时程曲线,并对底层柱破坏形态进行了分析。把结构理论最大位移与模拟最大位移进行比较,得到了结构最大位移限值,为建筑物抵抗泥石流冲击设计提供了参考。     

砖混结构墙体冲击承载性能的实验研究

以云南东川蒋家沟实际观测资料为基础，研究砖混结构建筑墙体在受到泥石流体中携带的大石块冲击力作用下的受力形式及破坏形态；在此基础上，进行了砖混建筑结构墙体模型试件的破坏性实验，现场观测试件在平面内和平面外两种冲击力作用方式下的破坏形态和历程，采集其动态位移、振幅及主振频率数据，经计算分析得出结构动态响应模式。     

泥石流冲击力简化计算方法——以舟曲县三眼峪泥石流为例

基于舟曲县三眼峪泥石流灾害的实地考察和资料分析,对该地区常见的夯土木构、砖木结构、砖混结构和框架结构4类典型受损的结构形式进行了分析,确定建筑物的破坏模式主要为淤埋破坏和倒塌破坏。对现有的泥石流冲击作用计算公式进行了分类整理,以三眼峪泥石流实测数据为例对比分析整体冲击力和大石块冲击力的不同计算理论和计算结果。为便于工程技术人员进行房屋抗泥石流设计,提出了基于泥石流深度并考虑泥石流动力效应的设计计算方法,给出了以三眼峪泥石流为例的动力影响系数设计值和设计泥石流深度取值范围;并对当地典型夯土木结构房屋进行了泥石流安全性分析。此简化计算方法物理意义清晰,计算快捷有效,可用于泥石流多发地带的设计荷载计算,其关键参数泥石流深度可根据当地常年记录以统计值采用,动力放大值可根据沟床纵比降和沟床糙率系数确定。     

舟曲“8.8”特大泥石流对建筑物的破坏方式

2010-08-07-08发生的甘肃舟曲特大泥石流造成了1 765人死亡和失踪,33幢面积共11.472 km2的建筑物被直接冲毁,有20幢面积约69 km2建筑被部分损坏.现场的调查表明,泥石流破坏建筑物主要有冲击、淤埋和摩擦三种方式.通过对8座破坏建筑物的具体分析,发现泥石流破坏建筑物有正向以撞击为主、侧向以淤埋和摩擦为主,沿流向呈现波浪式变化以及遮蔽效应等特点.根据泥石流的破坏方式、特点和建筑物类型,初步提出了我国山区居民住宅两种常见结构的泥石流破坏分级标准.最后提出了几条能有效减轻泥石流对建筑物破坏的具体措施,可供坐落于泥石流危险区的山区城镇借鉴.     

不同颗粒级配滑坡碎屑流等效冲击力及作用位置分布研究

滑坡碎屑流的冲击是一个持续的,由大量粗细不均匀的碎屑岩粒及粗大块石共同作用的复杂力学冲击过程,冲击压力的大小和分布范围呈现一定的规律变化。以室内物理模型试验的数据为依据,运用三维离散元素法,提出滑体等效冲击力和等效冲击作用位置,探讨不同级配条件下,滑坡碎屑流冲击力的分布特征。结果表明,滑体冲击挡墙的过程可划分为动态冲击阶段和准静态堆积阶段。动态冲击过程中,滑体细颗粒组分摩擦耗能显著,导致滑体冲击力及其作用高度减小;粒径为20mm及以上粗颗粒间的碰撞作用促进了滑体内部的能量传递,导致滑体冲击力及作用高度增加,峰值冲击力呈分散性分布,峰值冲击力沿竖直高度方向的集中趋势不显著。准静态堆积阶段,挡墙所受接触力主要为后续滑体颗粒冲击能量的碰撞传递及重力分量的累积。滑坡碎屑流滑动带两侧场地条件基本相同的情况下,滑体等效冲击力的水平分布位置主要集中于迎流面中轴线附近,受颗粒级配条件影响较小。     

岷江上游“7·10”泥石流对公路的危害方式及成因

2013-07-10,岷江上游暴发大型群发性泥石流灾害,泥石流以淘刷、冲击、淤塞、压顶、磨蚀等方式对地震灾区公路直接造成严重破坏,其引发的溃决洪水、河床上升增大受灾范围,加重了灾害损失。分析了泥石流对道路工程的成灾方式:对桥梁工程破坏包括淤塞、淘蚀基础、冲毁等;对路面路基工程破坏包括淤埋、淘刷路基、冲毁等;对隧道工程破坏包括堵塞隧道洞口,破坏洞口墙体并引起衬砌支护结构破坏,损毁隧道内附属设施等;对明洞、棚洞工程破坏包括堵塞洞口、冲毁洞口结构,磨蚀洞顶,压顶并引起衬砌支护结构破坏,损毁排水、通风、电力附属设施等。分析了泥石流造成道路严重损失的原因,其中,公路工程选址不当、风险估计不足,桥涵过流净空不足,泥石流防灾措施不完善,泥石流的严重冲刷、冲击作用是主要原因。针对泥石流危害公路的特征和地震区泥石流防治中存在问题,提出了地震山区公路在灾后重建与道路规划中的减灾措施。     

泥石流冲击桥墩绕流过程模拟与试验分析

泥石流与桥墩动力相互作用包括泥石流对桥墩的冲击淤埋作用及桥墩对泥石流运动过程的反向影响,其中涉及复杂的流固耦合,是学术界关注的热点问题。为研究泥石流绕流桥墩过程,在纳维斯托克斯方程的基础上结合深度平均理论,考虑泥石流固液两相的特点,构建了泥石流-桥墩流固耦合物理模型,并基于有限体积法建立时间和空间尺度上具有2阶精度的高效数值算法,实现了泥石流绕桥墩运动全程模拟,与室内试验成果进行了对比验证。结果表明:不同粘度的泥石流冲击桥墩绕流过程有显著不同,相同初始条件下粘性泥石流堆积厚度较大,运动速度较小,堆积范围较小;反之,稀性泥石流堆积厚度较小,运动速度较大,堆积范围也较大。数值模拟结果与室内模型试验非常接近,验证了物理模型的适用性。     

冷渍沟泥石流成因分析及危险性评价

为研究冷渍沟泥石流发育特征及沟道危险性分区,采用现场调查结合室内软件模拟的方法。在获取流域DEM、降雨数据及泥石流容重等模拟参数信息后,利用Massflow等软件,反演了冷渍沟泥石流的运动状态,划分了沟道危险区范围,模拟得出泥石流最大泥深7.5 m,最大流速8.55 m/s,泥石流高危险区占77%。结合目前沟道泥石流发育特征及模拟结果,分析得出：冷渍沟暴发更大规模泥石流的可能性极大;沟道高危险区域较大,应加快工程治理。     

电力构筑物缓冲垫层的落石冲击试验及结构的冲击响应

针对水电站落石灾害问题,通过将土垫层及S型钢、彩钢板作为防护结构进行落石冲击试验,探讨其缓冲耗能规律,并提出冲击荷载模型,通过有限元模拟冲击作用力并加载至某出线楼顶层,研究结构屋顶和设备层典型位置的动力响应。结果显示:加速度和冲击力随时间变化曲线基本呈三角形脉冲;土垫层的缓冲性能随着垫层厚度的增加而增加,冲击作用持续时间接近0.03 s;S型钢具有良好的缓冲性能,可用于构筑物侧墙的防护;提出S型钢+彩钢板缓冲防护体系,其冲击持续时间约为0.04 s;随垫层厚度的增加,结构动力响应的幅值明显下降;并对不同落石高度及土垫层厚度条件下该出线楼内电气设备振动情况进行了评价。研究结论可为后期工程结构落石灾害的防护设计提供参考。     

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.     

中国山地灾害研究进展与未来应关注的科学问题

本文首先简要回顾了山地灾害研究与防治方面的新进展：认识了山地灾害的空间分布规律,建立了山洪、泥石流、滑坡危险性评价方法;发展了滑坡稳定性分析的原理和计算方法,建立了泥石流流体应力本构关系、泥石流流速流量和冲击力计算公式、粘性泥石流起动模型,提出了山洪和泥石流规模放大效应;基于降雨和地面成灾环境要素耦合分析,发展了山地灾害气象预报方法;基于对灾害物理特性的认识,研发了一系列灾害监测预警仪器、数字流域平台与智能手机网络相结合的山洪预警系统;发展了灾害治理工程技术,形成了适合欠发达地区特点的灾害治理技术体系。在此基础上,分析了在灾害形成、运动、预测预报、防治技术和风险管理等方面还需要进一步深化研究的问题,提出山地灾害学科今后面临的任务。最后,针对国家减灾需求和学科发展目标,提出灾害对生态的响应机制、气候变化对山地灾害的影响与巨灾预测、水—土耦合的细观结构力学、灾害风险的理论与方法、基于灾害形成理论的机理预报模式、灾害防治技术规程的健全等未来应该关注的科学技术问题。     

PARTICLE SIZE AND SHAPE VARIATION ON ALPINE DEBRIS FANS,CANADIAN ROCKY MOUNTAINS

Much of the previous research on mountain debris slopes has focused on slopes of avalanche and, especially, rockfall origin. This study examines particle size and shape variation on some debris fans formed by rockfall, snow avalanches, and stream-debris flow on dissected rockwalls. The particle size and shape data are derived from the lengths of the 3 principal axes of 50 particles sampled at 152 stops on 24 transects. The analysis of these data indicates that variation in particle shape is a function of source rock lithology while particle size varies according to the process of coarse debris transfer. Most of the size variation occurs at the sampling stops and among stops within transects. Size means and variances differ according to process for samples not affected by stream-debris flow. Second-order polynomial regressions depict the longitudinal size sorting produced by each process and reflect the unique nature of debris transfer on dissected rockwalls, where rockfall is impeded and debris is sequentially or simultaneously subject to gravitational and boundary shear stresses.     

委内瑞拉1999年特大泥石流灾害

受娜尼拉现象的影响,１９９９－１２－１５～１６委内拉北部阿维拉册区加勒比海沿岸的８个州连降特大暴雨,造成山体大面积滑塌,数十条沟谷同时暴发大规模的泥石流。泥石流造成３万人死亡、经济损失高达１００亿美元,成为本基纪最严重的泥石流灾害,这次泥石汉灾害具有群发性、规模大、低频率和直接入海等特点,对这类泥石流进行泥石流成因、活动规律、预测预报、泥石流与异常气候现象关系和直接入海型泥石流运动规律,沉积特征、     

西部山区交通线路的泥石流灾害及减灾对策

全面总结了西部山区交通线路的泥石流问题,探讨了交通线路泥石流的特点、分布及其危害现状。在掌握了泥石流特征的基础上,进一步探讨了既有线路、在建线路和拟建线路所采取的不同防灾减灾对策,并提出了山区交通线路泥石流防灾工程建设应该进一步深入研究的问题,为西部山区线路建设中的防灾、减灾工作指明了方向。     

论泥石流学

泥石流学具有明确的研究对象、完整的学科体系和系统的研究方法，完全可以作为一门独立的学科；泥石流是一种复杂的山地灾害现象，研究难度大，研究历史又短，故泥石流学理论体系的成熟还需有个发展过程．泥石流学是一门正在趋向完善的新兴边缘学科．     

坡面泥石流发生的坡度阀值研究

对重庆市北碚区的21个坡面泥石流的实地调查表明,坡度对坡面泥石流发生具有重要的控制性作用。在对坡面泥石流流域大量原始坡度进行统计分析后发现,各坡面泥石流的坡度服从正态分布规律。根据这一分布规律,将本区坡面泥石流发生的坡度阀值确定为三类。文章从定量的角度阐述了坡度阀值与坡面泥石流发生的关系,为生态脆弱区的划分、工程建设、防灾减灾和政府决策提供服务。     

小江流域泥石流堆积扇形成的制约因素及其特征

在系统分析了各种因素对泥石流堆积扇形成影响的基础上,提出流域腹地中流域面积、沟床比降和堆积区主河河谷宽度及主河能量等因素对泥石流堆积扇发育的影响较大。结合TM卫星影象和1:5万地形图,解译了小江流域内泥石流堆积扇的范围。在此基础上,统计了流域腹地内两大重要条件-流域面积和沟床比降与堆积扇面积之间的关系。在小江流域,堆积扇的面积随流域面积的增加而增加,二者之间是正的指数关系;而堆积扇面积与沟床比降之间可用一个负的指数关系式表达。最后,堆积区特征对小江流域泥石流堆积扇的影响主要是其堆积空间限制了大型堆积扇,比如蒋家沟泥石流堆积扇的发展。     

气候变化影响下藏东南帕隆藏布流域高山区泥石流的地貌效应

高海拔或高纬度山区（尤其高山冰川及冻土急剧消退区）常孕育适宜泥石流发育的地形和物源条件。气候变化（如升温、强降雨事件增多等）影响下,高山区潜在孕灾环境更易于成灾,泥石流成为主要的灾害类型和物质输移方式,也是高山区地貌变化的重要驱动力。由于野外监测困难,数据资料匮乏,鲜有针对高山区泥石流过程地貌效应的分析报道。以中国藏东南高山区泥石流多发的帕隆藏布流域为研究区,以古乡沟、天摩沟和扎木弄沟为典型小流域,结合遥感影像、DEM数据、无人机航拍、高精度RTK测量和野外踏勘调查,分析泥石流沟道地貌发育特征（冲淤变化、平面摆动）及其对主河河流地貌的影响,并探讨大规模泥石流事件影响下河谷地貌的长期演变趋势。高山区泥石流过程强烈塑造沟道自身地貌,上游物源区深切展宽和溯源蚀退,沟口堆积扇冲淤变化受控于泥石流事件规模和水流强度。泥石流过程显著影响主河道河流地貌,造成主河道横向冲淤和摆动,并影响堰塞体上游河段平面形态发育。长时间尺度上,河谷地貌在平面上发育形成宽窄相间的藕节状而在纵剖面上形成台阶状形态。     

岷江上游桃关沟泥石流特性与工程治理

在实测调查和计算及实验论证的基础上,分析岷江上游桃关沟泥石流活动变化趋势,详细论证防治工程应考虑的问题,并提出防治对策,认为工程设计标准可按50a或100a一遇设计。     

川西北高原山地灾害垂直地带性

由于形成山地灾害的多种自然因素具有垂直地带性,尤其作为主要动力因素的水,超过一定高度后由液态成为固态,从而也造成了山地灾害的垂直地带性,从高到低可分为冰雪型、冻融型和流水(含地下水)型等三个山地灾害垂直带,高低两带之间主体界线在川西北高原地区为4900m和3500m。各带均有其特有的山地灾害,其中冰雪型山地灾害主要有冰崩、雪崩、冰面湖崩决等;冻融型山地灾害有冻融土流、冻融滑塌、冻融坍塌、融冻泥流、寒冻岩屑流和冰湖溃决等;流水型山地灾害有滑坡、崩塌、泥石流、山洪、泥石流坝和滑坡坝溃决等。认清这些灾害分布的垂直地带性,对于在相应地带进行资源开发和经济建设时,避免、减轻或妥善处治其危害具有重要的现实意义。