排导结构中泥石流的流动形态

根据能量守恒原理，推导出泥石流在排导槽中的能量方程。根据此方程，可求出泥石流在排导槽中任意横断面的平均流速。对方程涉及的各参数进行了深入的讨论，首次引入泥石流对一般水体的修正系数K。并把该成果应用于平川泥石流的治理。     

“东川型”排导槽结构对泥石流流速影响的实验研究

消能肋槛和排导槽纵比降是控制"东川型"泥石流排导槽内流体运动的两个关键因素.泥石流流速是反映排导槽工程输移力及对排导槽的冲刷淤积破坏的重要参数之一.通过实验,对固定配比的泥石流流体在不同的肋槛组合下的排导槽中的流速进行了研究,结果表明:(1)肋槛间距从40 cm增加至60 cm时,泥石流流速先增加后减少,在间距50 cm时达到最大值;(2)肋槛高度对泥石流流速的影响非常复杂,在不同的肋槛间距和纵比降下表现不同的相关关系;(3)纵比降对排导槽内的泥石流流体基本呈正相关;(4)得到了肋槛间距与肋槛高度之比值N与泥石流流速V之间关系的数学表达式:V=0.0341N+C,其中C为常量.     

稀性泥石流对排导槽的冲磨破坏机理

针对稀性泥石流特点，从垂直于排导槽边壁方向和平行于排导槽边壁方向对排导槽的受力情况进行比较深入的分析，导出了多个公式，为设计排导槽提供了理论依据。     

泥石流直墙V型排导槽横断面优化设计

排导槽横断面的形状及尺寸是泥石流排导槽设计的重要参数,如何合理选择过流断面的形状和尺寸,使泥石流排导槽具有最佳的排泄能力,目前国内外的研究还比较少涉及.直墙V型断面排导槽是目前泥石流防治工程中广泛采用的横断面形状之一,以其为研究对象,对它的水力条件进行了分析,并对横断面的优化设计进行了探讨.泥石流排导槽的断面形态系数(M)定义为湿周(P)与水力半径(R)之比,直墙v型排导槽水力最佳时相应的断面形态参数M=[8(1 m2v)1/2-4]/mv直墙"V"型排导槽水力条件最佳时的断面形态参数M仅与槽底横坡系数有关.假定在已知泥石流直墙V型排导槽排泄流量Q、槽底纵比降I以及泥石流体颗粒级配特征的条件下,推导出了联合求解最优水力条件下直墙V型槽断面形态尺寸的组合公式,并以大渡河上游左岸的一级支沟把丫沟为例,对该沟的泥石流排导槽横断面进行了优化设计.     

泥石流排导槽水力最佳断面

根据怕导出三角形和复式三角形排导槽的最佳水力断面,三角形水力最佳断面β＝√１＋ｍ＾２－１,对梯形、矩形、三角形排导槽优化断面进行了比较,研究结果对规划设计有很强适用性。     

粘性泥石流应力应变特征的初步试验研究

采用自己最新研制的泥石流流变仪，测试自然界活泥石流体的样品，发现粘性泥石流体在低速率受剪时具有应力过冲和剪切稀化等特征。这些特征的讨论和认识，为进一步深化泥石流模型理论研究奠定了基础。     

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。     

粘性泥石流残留层与泥深的关系分析

粘性泥石流泥深的观测数据过去大部分不包含残留层厚度,认为当后继粘性泥石流通过残留层时,残留层是不动的,泥深从残留层表面起算。本文通过大量的泥石流原型观测和简易模型试验表明,当后继泥石流通过时,残留层除底部很薄的一层不动外,都是运动的,并有三种运动形式,泥深应包含残留层。残留层的厚度一般为20～60cm,这样对过去不包含残留层厚度的泥深观测数据应进行更正,粘性泥石流流量和输沙率也需相应增加。     

粘性泥石流残留层的形成及减阻作用--以云南蒋家沟泥石流为例

通过对云南蒋家沟粘性泥石流的野外观测 ,讨论了粘性泥石流残留层的定义特征 ,在大量实测数据基础上 ,分析了残留层易形成时段的特性 ;分别对一次泥石流过程、若干阵泥石流和一阵泥石流残留层的变化进行了相关分析 ;最后用观测数据分析了泥石流残留层的减阻作用     

粘性泥石流坝后回淤比降的实验

拦挡坝坝后回淤比降是泥石流防治工程设计中的一个重要参数.本实验选取粘性泥石流,开展了沟床纵比降为9.5％～26.2％共8组和重度17～22 kN/m3共6组的坝后回淤比降的模拟实验.实验发现:1.在沟床纵坡为9.5％、12.1％、14.4％、16.7％、18.9％、21.3％、23.8％和26.2％时,其回淤比降分另为8.08％、9.8％、11.38％、12.69％、14.55％、16.61％、18.56％和20.96％;2.回淤比降比值在0.76至0.85间,平均0.80;3.回淤比降随沟槽纵比降的增大而增大,二者呈线性正相关,相关系数在0.95以上;回淤比降随重度的增大,总体呈缓慢增大的趋势,关系为二次函数关系.由此建立了回淤比降与重度和沟床纵比降的关系式:i=0.6014 ×γ0.0526 ×i00.9470,据此可以初步确定回淤比降的设计值.     

动床条件下粘性泥石流沟道淤积实验研究

泥石流淤积是危害建筑物的主要方式之一.为了探讨动床条件下泥石流沟道淤积规律,开展了不同泥石流重度、不同沟床物质重度、不同沟道坡度以及不同泥石流总量共4组单次淤积实验和1组不同沟道坡度下的泥石流连续淤积实验.实验结果表明,单次淤积时,泥石流淤积厚度随着沟道坡度的增加而减小,随着泥石流重度的增大而增大,随泥石流总量的增大而增大,受沟床物质重度变化的影响较小;连续淤积时,随着沟道坡度的增加,第2次淤积相对于第1次淤积结果依次表现为完全淤积、冲淤交替以及完全冲刷,且冲刷始于沟道前缘,逐渐向后缘发展.在分析泥石流淤积厚度的影响因素基础上,通过回归分析建立了动床条件下粘性泥石流沟道淤积厚度的经验预测公式:H=0.005x+ (1.63E-11)e(rc)-0.003ln(sinθ) +0.22V-0.02.     

粘性泥石流复式沟床水力特性探讨

天然粘性泥石流沟床都是复式断面，不同滩槽宽度比在不同的泥位条件下其水力要素（过流面积、湿周、水力半径）有所不同。引用天然河流水力计算方法，对概化的复式沟床泥石流流量计算表明：滩槽宽度比对滩、槽过流能力及流量分配有较大的影响；同一滩槽比情况下，主槽过流与全断面过流量之比随泥深增大而逐渐减小，而滩面过流与全断面过流量之比却逐渐增大；泥石流复式沟床滩槽影响可用协同度表示，计算分析表明，滩槽比相同时，随泥深增加，滩、槽影响逐渐减小。     

西藏波密米堆沟泥石流堵河模型试验

通过室内模型试验,对西藏波密米堆沟不同类型、不同规模的泥石流与主河不同频率洪水遭遇情况下,泥石流堵塞主河及溃决可能性,泥石流、洪水的危害模式进行了研究。米堆沟泥石流堵河模型试验结果表明。不同类型、规模泥石流进入主河与不同规模洪水遭遇。在交汇口表现出不同的堵溃特征;频率P=5％,重度12．74kN／H13,试验流量4．50l／S的水石流在主河仅暂时阻水。不会对主河产生堵塞和溃决;频率P：2％。重度14．70kN／m^3,模型流量8．01l／S稀性泥石流会部份阻塞主河道,瞬间完全阻塞及溃决现象不会出现;频率P=1％,重度16．66kN／ml,模型流量10．21l／S泥石流,对主河造成较为严重阻塞,但不会造成瞬间完全堵塞和溃决。     

泥石流流域集水区面积限值与一级水系数目关系

文章利用ArcInfo的水文分析功能,从不同区域的三条典型泥石流沟的数字高程模型中提取出不同限值下的水系,然后研究了不同集水区面积下限导致的流域水系细节层次的变化,发现一级水系的数目和集水区面积下限成近似于反比的关系,而反比关系的比例系数只与流域面积有关。这种关系反映了泥石流流域的水系在空间尺度变换下的某种自相似性,也说明了泥石流流域在相当宽的空间尺度范围内一级子流域的物质活动能力是一定的。     

泥石流警报技术探索

泥石流警报是减轻泥石流灾害,尤其是减少人员伤亡和贵重财物损失的重要手段.泥石流警报划分为4个类型:提示性警报、形成性警报、非成灾性警报和成灾性警报.泥石流警报的监测机构,划分为4个级别:泥石流预警一级监测站、二级监测站、三级监测站和预警简易监测点.泥石流预警一级监测站主要承担泥石流可能造成的特大灾和超特大灾的警报监测任务,二级监测站主要承担泥石流可能造成的大灾的警报监测任务,三级监测站主要承担泥石流可能造成的中灾的警报监测任务,泥石流预警简易监测点主要承担泥石流可能造成的小灾的警报监测任务.泥石流警报的监测项目:专业监测包括降水、气象其他要素、泥石流次声、地声、泥位、流速、重度、粘度、沟道冲淤变化和次生灾害等,简易监测包括泥石流暴发的前兆现象、降水、水(泥)位与泥沙变化状态和泥石流次声等.泥石流警报的监测数据包括降水、气象其他要素、泥位、流速、重度、粘度、次声、地声、沟道冲淤变化和次生灾害数据等.泥石流成灾性警报分为4等14级,讨论并给出了各等级成灾性警报的临界指标.监测数据的整理分析包括:降水监测的实时降水量要不断地整理为10 min、1 h和1 d的滑动降水量(强度),并不断地与当地以往暴发泥石流的10 min、1 h和1 d降水量(强度)相比较;断面监测数据中的泥石流泥位应转化为泥石流流动的断面面积,并与断面监测数据中的泥石流流速数据结合,通过公式Qc=Wc×Vc转换为泥石流流量.泥石流一旦堵断主河(沟)形成堰塞湖,应立即测量壅塞体的高度,并据此量测和计算堰塞湖的淹设范围及堰塞湖的积蓄水量,评估壅塞体溃决时可能形成的最大流量及其危害范围.泥石流警报的时间提前量t(单位:s),由公式t=L/Vc确定.