一、基于黏土颗粒含量的泥石流容重计算(论文文献综述)
谢娜,丁宏伟[1](2021)在《基于各类单因素组合的泥石流容重计算方法》文中进行了进一步梳理以甘肃省陇南山地地质灾害集中发育的1区9县为研究对象,分析了其中的20条典型泥石流沟的流域形态指数与发生的泥石流容重之间的关系.基于单因素组合分析理论对原有泥石流容重计算公式进行了修正与完善.结果表明,在一定的流域面积条件下,陇南山地泥石流容重随流域形态指数的增加而不断增加.通过泥石流容重修正计算公式得出的泥石流容重与现场实测容重之间的计算误差绝大部分小于5%,且在应用于流域形态指数大于0.3的泥石流沟的容重计算时具有很高的可信度,修正的泥石流容重计算公式能够用以计算并反映陇南山地泥石流的真实容重.
李睿祺,胡桂胜,陈宁生,杨志全,韩征[2](2021)在《川藏铁路沟谷型泥石流形成运动特征与工程危害研究》文中认为拟建川藏铁路拉林铁路段山地灾害活跃,沿线分布有大量的沟谷型泥石流沟,由于其规模大、侵蚀强烈、具有重复性等特点,时常对铁路和公路造成破坏,并直接或间接的影响着拟建川藏铁路的建设,甚至对铁路后期的安全运营造成威胁。考虑到拟建川藏铁路和G318的特殊性和重要性以及其时刻面临着泥石流灾害的威胁,故采用野外考察、室内试验、遥感解译等相结合的方法,对拟建川藏铁路沿线存在泥石流暴发痕迹的4条沟谷型泥石流沟的形成运动特征进行了研究,分析了4条泥石流沟的危害特点,结合泥石流运动参数和不同的危害特点提出了相应的防治方案。研究结果表明:(1)江中浦曲、帮改娘沟、色比单嘎沟、协拉浦曲在形成条件上有利于泥石流灾害的形成和暴发。(2)4条沟道的泥石流容重为1.7 g/cm3左右,均属稀性泥石流沟;色比单嘎沟泥石流在规模上属大型,其余3条沟泥石流在规模上均属特大型;泥石流一次过流总量为8.61万~1 901.97万m3;固体冲出物质为3.91万~829.95万m3;泥石流流速为5.2~6.6 m/s。(3)通过过流能力分析发现,协拉浦曲沟口G318断面存在明显的过流能力不足。(4)基于泥石流特征参数及危害的分析,对泥石流沟提出了相应的防治方案,可为该段拟建铁路和公路的建设和后期安全运营等的防灾减灾提供借鉴。
于泽清[3](2021)在《基于点云数据处理的黏性泥石流堆积特征试验研究》文中研究表明泥石流作为山区频发的地质灾害,对其活动区域内人员生命财产安全、建构筑物及交通设施的安全运营造成极大威胁。冲击与淤埋是泥石流灾害最为显着的方式,目前对于泥石流冲击的研究已取得长足进展,而对于淤埋破坏仅见零星研究。两相物质组成直接影响泥石流沉积物流变特征、停积过程及堆积体的形态特征,本文即基于两相流理论分析两相物质组成对泥石流堆积特征的影响。论文遴选黏滞系数、体积浓度、颗粒粒径三个因素作为泥石流两相物质指标,遴选冲出距离、堆积面积、堆积厚度、堆积宽度为泥石流堆积特征参数,通过泥石流堆积特征室内模型试验进行4种黏滞系数、4种体积浓度、4种颗粒粒径组合下64组试验。采用三维激光扫描仪、消费级无人机航拍获取堆积区点云数据及拍影像数据。针对点云数据通过Cyclone软件及基于Visual Studio 2017集成开发环境采用C++语言编程提取冲出距离、堆积面积、堆积厚度、堆积宽度等特征参数,据此分析两相物质指标对泥石流堆积地貌特征参数的影响规律。结果表明:(1)两相物质组成影响泥石流堆积体形态特征。泥石流堆积区平面形态呈棒状、舌状、椭圆状、不规则形状等几何形态,当黏滞系数、体积浓度增大时,堆积体几何形态具有从“细长”特征转为“短宽”的变化趋势;堆积体随浆体的黏滞系数增加而呈现固液混合趋势,随颗粒粒径增大呈现固液分离趋势。(2)泥石流冲出距离(0~6.45m)受黏滞系数及体积浓度影响,随黏滞系数与体积浓度增加迅速减小。当黏滞系数η=0.3Pa·s、体积浓度Cv=0.3、粒径d=20mm组合条件时(T114工况)呈最大冲出距离6.45 m;泥石流堆积面积(0~11.529 m2)随黏滞系数增加、体积浓度增大、颗粒粒径减小而逐渐减小。当黏滞系数η=0.3Pa·s、体积浓度Cv=0.3、粒径d=20mm组合条件时(T114工况)呈最大堆积面积11.529 m2;泥石流堆积厚度(0~0.159 m)受体积浓度影响,随体积浓度增加而迅速增大,当黏滞系数η=0.7Pa·s、体积浓度Cv=0.6、粒径d=10mm组合条件(T343工况)达到最大值0.159m。颗粒粒径对堆积厚度影响较为复杂,与体积浓度交互作用于泥石流堆积体进而控制堆积厚度变化。泥石流平均堆积宽度(0~2.9m)随体积浓度增加而降低,随颗粒粒径增加而增大;泥石流最大堆积宽度(0~3.382m)随黏滞系数降低、颗粒粒径增大而逐渐增大。当黏滞系数η=0.3Pa·s、体积浓度Cv=0.6、粒径d=20mm组合条件时(T144工况)最大堆积宽度达到极值3.382m。(3)建立考虑交互作用的三因素固定效应线性模型,通过方差分析可得,泥石流体积浓度对堆积特征参数影响最强,而黏滞系数与颗粒粒径对于不同堆积特征参数显着程度不同。(4)通过绘制各堆积特征因子效应图并依据田口因子分类标准对各地貌特征参数的不同影响因子进行了重要、稳健、调节、次要因子类别划分。(5)通过非线性回归分析,建立了考虑黏滞系数、体积浓度、颗粒粒径的泥石流冲出距离、最大堆积宽度、泥石流堆积面积预测公式,各拟合公式R2依次为0.95272、0.73024、0.92379。泥石流堆积物的冲出距离、堆积面积、堆积厚度、堆积宽度等特征参数直接影响泥石流致灾范围,对于泥石流灾害风险评价、灾害预测预报、防治工程设计施工、土地规划及利用等方面具有重要意义。研究结果可为泥石流堆积地貌研究、泥石流致灾范围预测等研究提供理论支撑。
张亿[4](2021)在《泥石流沟堰塞坝溃决模式及溃决流量研究 ——以七盘沟为例》文中进行了进一步梳理堰塞坝由崩滑流、泥石流堵塞沟道阻断河流形成,汶川地震后形成100多个堰塞坝。堰塞坝溃决形成溃决型泥石流,具有成灾时间短、冲击力强、破坏力大的特点。本文以强震区典型堵溃型泥石流沟道—七盘沟堰塞坝为原型,以室内水槽模拟试验为研究手段,设计由黏粒含量、坝体宽高比、来流流量、初始含水率等不同控制因素组合的26组堰塞坝溃决物理模型试验,对堰塞坝溃决模式、不同溃决模式的动力演化过程、溃坝流量、流量放大系数进行了研究。主要结论如下:(1)通过对溃坝过程分析,将堰塞坝溃决模式分为渗流冲刷平衡、漫顶冲刷溃决、渗透滑移冲溃。渗流冲刷平衡:水流下渗阶段→细颗粒侵蚀→渗流大通道形成→水流溢过坝顶→大颗粒骨架阻水消能→渗流冲刷平衡。漫顶冲刷溃决:过坝溢流+坝坡渗流→冲蚀坑形成→水流下切形成冲沟→冲沟“溯源侵蚀”→形成“陡坎”、“跌水”→溃口贯通→溃口上游坝体倾倒破坏→溃坝。渗透滑移冲溃:坝底水流入渗→坡脚浸润、坍塌→坡脚部分悬空→背水坡产生拉裂缝→坝坡滑移、解体、破碎、液态化→水流漫顶→部分坝体垮塌→溃坝。(2)堰塞坝溃决过程分为侵蚀启动、快速侵蚀和侵蚀减弱三个阶段。时间上,漫顶冲刷溃决在侵蚀第一阶段侵蚀速率较小,渗透滑移冲溃在第一阶段获得较大侵蚀速率,两种溃决模式在侵蚀第二阶段获得最大侵蚀速率,在侵蚀第三阶段侵蚀速率回落,侵蚀速率呈现出先增大到峰值后减小的规律。在空间上,漫顶冲刷溃决在侵蚀第一阶段主要侵蚀对象为坝体背水坡、背水坡坡脚,侵蚀速率较小,渗透滑移冲溃在侵蚀第一阶段主要侵蚀对象为背水坡坡顶、背水坡以及背水坡坡脚,侵蚀速率较大,两种溃决模式在第一阶段侵蚀速率最大值均出现在靠近背水坡坡顶处;两种溃决模式在侵蚀第二阶段侵蚀对象均为坝顶,在这一阶段水动力条件较强,侵蚀速率达到峰值,峰值出现在坝顶位置。侵蚀第三阶段主要是对迎水坡的侵蚀,侵蚀速率低,侵蚀速率最大值出现迎水坡坡面,因此,侵蚀速率最大值有从背水坡向迎水坡转移的趋势。(3)坝体抗侵蚀能力随黏粒含量先减小后增大,溃坝泥石流重度、洪峰流量、流量放大系数随黏粒含量先增大后减小;坝体抗侵蚀能力、溃坝泥石流重度随宽高比增大而增大,峰值流量、流量放大系数随宽高比增大而减小;来流流量大,水动力条件强,水流冲刷能力越强,溃决时间变短,溃坝泥石流重度、洪峰流量随上游流量增大而增大,流量放大系数随来流流量增大而减小;初始含水率低的坝体抵抗水流侵蚀能力越强,溃坝泥石流重度、洪峰流量、流量放大系数随初始含水率增大而增大。(4)建立堰塞坝溃坝流量放大系数的数学模型,选取研究区两个堵溃点以及银杏坪沟一个堵溃点进行验证,证明公式具有一定适用性,对流量放大系数预测具有一定作用,但由于堰塞坝溃决的复杂性,在实际运用中存在一定局限性。
张忍杰[5](2021)在《头寨滑坡堆积转化为泥石流的倾向性》文中提出作为一种破坏性较强的地质现象,泥石流不仅严重制约了当地经济的发展,还对居民的生命财产安全造成了巨大的威胁。对于泥石流的防治,预报预测是其核心内容,也是人们关注的焦点。目前国内外学者主要从地形地貌和降雨条件入手,对泥石流的预报预测取得了丰硕的成果。但受控于源区、松散碎屑物的难识别性和不确定性,这也导致了松散物源——泥石流发生的预报预测的困难,因此关于该方面的研究较少,有待进一步的深入。本文以1991年9月23日下午发生于云南省昭通市盘河乡头寨沟大规模的山体滑坡事件为依托,综合采用了资料查阅、现场调查以及室内试验相结合等方法,对灾后头寨沟内现存堆积体转化为泥石流(也即成浆)倾向性进行研究,以评价该松散物源进一步转化为泥石流的倾向性。研究成果对同类型物源条件地区泥石流的防范治理和预报预测提供了理论指导和科学依据。取得主要研究结果概括如下:1.堆积体表面平均坡度为14°,在由降雨形成的常遇洪水以及地表径流的作用下,使得流域的中上游堆积体中的细颗粒被带走,留下粗颗粒形成抗冲刷层,抑制泥石流的发生,可使得流域中的松散物得到常年积累。当流域内降雨量增加产生稀遇洪水时,可将堆积体表面的粗颗粒被冲走,使沟床受到强烈地下蚀,进一步可形成泥石流。另外,堆积体中粗颗粒的磨圆度较好,富含黏土矿物等特征,对堆积体转化泥石流具有促进作用。2.孔隙水逃逸试验表明,头寨松散碎屑物浆体相比蒋家沟泥石流原样土浆体,具有更广的成浆范围,并且随着上限粒径的增加而增加,使头寨松散碎屑物具有作为泥石流物源的可能性。3.孔隙水逃逸试验、超孔隙水压力监测试验共同表明,实验室内配制的头寨松散碎屑物浆体在孔隙水的保持能力以及超孔隙水压力维持能力上要强于重构蒋家沟泥石流原样土浆体,这使得浆体中的粗颗粒可长时间悬浮在浆体之中,甚至远超过泥石流孕育或运移的时间。4.干土饱和试验中,饱和土中的超孔隙水压力快速消散,因此对比超孔隙水压力监测试验,这要求水——碎屑物混合物中要形成超孔隙水压力,必须有外部的荷载扰动,这对形成泥石流有了外部环境的要求。5.通过流变试验得到头寨松散碎屑物浆体和蒋家沟泥石流原样土浆体的流变参数,通过分析浆体的阻力特性和流变特性得出,头寨松散碎屑物浆体的阻力特性有助于头寨松散碎屑物浆体的运移,流变特性有助于区域内形成高容重的黏性泥石流,同时结合区域背景资料分析了流域内可能发生泥石流的过程。
张永军,李松[6](2020)在《甘肃陇南泥石流容重确定方法探讨》文中研究表明容重在泥石流防治工程设计中处于重要地位,如何有效获取准确的容重值十分关键。对近年来甘肃陇南地区常用的几种计算泥石流容重的方法进行汇总,选择典型泥石流沟谷水眼沟、马家沟进行试用,各种方法计算结果趋于一致,说明这些方法在该地区具有较强的适用性。多种方法计算认为:选取泥石流容重计算方法时,首先应做出较为准确的宏观判别结果,有效地指导计算方法的使用;要采用至少3种以上的方法进行计算后对比确定泥石流容重;在有条件采用现场试验的地方,要优先使用现场调查试验法,然后采用地区经验公式或相关统计模型进行计算分析对比。
曹春然[7](2020)在《泥石流堰塞坝溃决过程实验研究》文中指出泥石流堰塞坝是由固体颗粒和浆体堵塞河道而形成的一种特殊天然坝。地震常常会引发大量崩塌、滑坡,为泥石流的形成提供了丰富的物质条件。在降雨等诱发作用下,形成大规模泥石流灾害,泥石流堵江堰塞湖作为其次生灾害也逐步显现。水位的上升会导致上游回水淹没,堰塞湖溃决还会威胁到下游居民的生命及财产安全。因此,开展泥石流堰塞坝溃决方面研究具有重要意义。本文对不同地区代表性的泥石流堰塞坝事件进行了野外调查和资料查阅,采取模型实验和理论分析相结合的方式,研究了泥石流堰塞坝溃决过程和机理,以及溃决后的洪峰流量等。论文的主要研究工作如下:首先,文章进行了野外调查和有关文献查阅,统计了不同地区有代表性的泥石流堵江及溃坝案例。通过泥石流堰塞坝数据资料分析,总结了泥石流堰塞坝的形成和溃决过程,掌握了上游来水流量、坝体形态、坝体高度、黏粒含量和泥石流黏性稀性等对泥石流堰塞坝影响。其次,开展了不同来水流量、坝体形态、黏粒含量、坝高和泥石流容重条件下泥石流堰塞坝溃决的水槽实验。研究了泥石流堰塞坝溃决的主要过程,主要分为坡面侵蚀过程(阶段I)、陡坎侵蚀过程(阶段II)、侧向侵蚀过程(阶段III)和衰退过程(阶段IV)。分析了5种因素作用下孔隙水压力对泥石流堰塞坝溃决过程的影响。并研究了溃口演化机理,对比分析了滑坡堰塞坝与黏性的泥石流堰塞坝在坡面起动机理。对比研究了不同材料组成的堰塞坝侵蚀速率模型。以及提出了一种新的堰塞坝侵蚀过程跟踪技术,可以较好地分析堰塞坝侵蚀过程。最后,文章分析了每一种因素变化时,泥石流堰塞坝溃决流量变化过程,探讨了5种因素对溃决过程的影响,溃决洪峰流量与来水流量之间呈非线性正相关,溃决洪峰流量随来水流量的增加而增加,且增速也越来越快。溃决洪峰流量随着背水坡坡度增加而增加,背水坡坡度为0.577(30°)时的溃决流量约为背水坡坡度0.176(10°)时溃决流量的1.7倍。溃决洪峰流量随着坝高的增加而迅速增加,溃决洪峰时间随坝高的增加而缩短。溃决流量随黏粒含量的增加而迅速减小,溃决时间随黏粒含量的增加而迅速增加。溃决洪峰流量随着泥石流容重的增加而缓慢降低,但变化的范围不大。根据实验中不同因素对泥石流堰塞坝溃决流量的影响,建立了泥石流堰塞坝溃决洪峰流量的计算公式。
唐永俊[8](2020)在《怒江东月各非冰川型高山远程泥石流的扩散机理》文中进行了进一步梳理怒江流域是云南省乃至我国泥石流灾害比较集中的地区,频发的泥石流已经成为了制约当地经济发展以及“脱贫攻坚战役”顺利完成的重要因素。怒江泥石流多启动于高海拔非冰川区,扩散距离远、搬运能力大、隐蔽性强、爆发突然、危害巨大。但是,到目前为止,既有相关研究还主要集中在冰川泥石流方面,泥石流远程扩散机理研究都是以典型黏土矿物浆体为基础进行的,其研究成果还无法解释包括怒江泥石流在内的非冰川型高山远程泥石流的远程扩散机理和奇异的流动行为,因此对此类灾害开展相关研究也更具有针对性和迫切性。本文以2010/08/18发生于云南省怒江州贡山县怒江左岸东月各河的灾难性泥石流(东月各泥石流)事件为依托,综合采用了现场调查、遥感影像和航片分析、室内观察与试验相结合等方法,对东月各非冰川型高山泥石流的远程扩散机理展开了研究,以深化人们对此类型泥石流灾害的理解,为其防灾减灾及风险评价提供科学依据。取得的主要研究结果概括如下:1.东月各泥石流的启动主要与其主路径支流末端雪线前缘的冲沟壁斜坡失稳有关,为非冰川型高山泥石流。泥石流冲出方量大、密度高,属特大型粘性泥石流,但不含典型黏土矿物且砂质-粉砂质基质特征明显。总的运行距离为11.3 km,其中堆积扇上游低梯度(<5°)沟段连续扩散距离长达3.3 km,低梯度沟床远程扩散现象突出。2.孔隙水逃逸试验和超孔隙水压力监测试验共同表明,小木屑(small woody debris,SWD)有助于不含典型黏土矿物浆体孔隙水的保持和超孔隙水压力的维持(也即泥石流维持),促进了东月各泥石流在低梯度沟床上的远程扩散。3.由于SWD具有表面粗糙、比表面积大和密度低等特点,因此它能将吸附在其表面的细碎屑快速悬浮并在浆体中维持较长时间,有利于碎屑的维持。在植被发育山区泥石流的灾害评价中应将SWD考虑在内。4.一系列小尺度模型水槽对比试验表明,生物膜能显着降低床面阻力并促进试验泥石流的扩散。具有润滑作用的生物膜主要由硅藻及其胞外粘液组成。通过对水槽表面浅坑的填充和覆盖,生物膜显着降低了水槽表面摩擦,促进了水槽上覆流体的扩散。5.河床表面发育完好的生物膜就像润滑层一样,对东月各泥石流的扩散具有重要的控制作用。现场调查结果表明,虽然大部分的碎屑都淤积在河漫滩,但部分泥石流还是通过覆盖有生物膜的河床才得以扩散至人口稠密的扇区并导致灾难的发生。通过对临时坝溃口宽度的控制,覆盖有生物膜的溪流河床成为了促进泥石流灾害发生的一个重要因素。泥石流沟中发育的常年性溪流可以被视为威胁堆积扇灾难性泥石流易发性的一项重要指标。沟道横断面的水下区域应被视为滑移或低摩擦边界,而水位以上部分则应被看作无滑移边界。6.小体积流变仪和自制大体积流变仪的流变测试共同表明,东月各泥石流浆体具有剪切变稀的特性,且在低剪切速率区,剪切变稀性能更为明显。通过单筒搅拌装置对浆体的搅拌发现,对颗粒的剧烈扰动有助于超孔隙水压力的发育,颗粒间的相互作用有利于颗粒的脉动并漂浮在孔隙流体上,从而导致超孔隙水压力的上升。随着流速的增加,漂浮的颗粒更多、粒径也更大,超孔隙水压力进一步增加。7.提升后的超孔隙水压力作为一种正反馈机制降低了浆体粘度,使浆体变稀和流动性增加。而流动性的增加又反过来进一步促进超孔隙水压力的上升和浆体的持续变稀,该过程形成(流动性-流变特性)正反馈回路,回路上限是碎屑全部被液化。该正反馈回路有利于(临时坝窄溃口)溃坝泥石流流速和动量的进一步增加,从而使其在低梯度沟床上就像“喷流”一样快速涌出山口并将堆积扇迅速淹没,而也正是该“喷流”造就了东月各泥石流平均约为2°的缓扇面和扩散角达170°的大圆心角堆积扇,给当地居民及基础设施带来了毁灭性灾害。
张勇[9](2020)在《凹槽土体失稳起动泥石流的力学机制与规模放大过程》文中提出泥石流起动的力学机制和运动特征对于泥石流的防治与预判十分关键,过去更多地研究泥石流形成后的演进机制,而对泥石流的形成规律研究相对少,研究的重心实时地前移到起动阶段已成为必然。诸多的灾害案例显示凹槽土体是降雨过程中起动泥石流的先驱物源,但其重要性在国内被忽略,所以需加强研究凹槽土体起动泥石流灾害事件的案例,分析凹槽土体起动泥石流的力学机制。本文收集了国内五起典型的凹槽土体起动泥石流灾害的案例。采用野外实地调查、遥感解译、数值模拟和室内外试验等方法,研究该类泥石流起动的力学机制与规模放大过程。该研究成果使得研究链条迁移到沟道源区的凹槽土体滑坡,有利于填补泥石流灾害全链条过程的源区缺陷,实现单沟泥石流的精准预判,推动防灾减灾理论与技术的进步。通过以上研究,本文取得的主要研究成果如下:(1)凹槽土体失稳起动泥石流的灾害案例遍布于我国不同的地貌单元、气候带与构造带,该类泥石流具有成灾规模大和暴发频率低的特点。通过对闽、浙、湘南、川南等区域凹槽土体失稳起动泥石流灾害数据分析,发现该类泥石流的发生频率通常在50年一遇以上,属于稀遇低频并具有良好的隐蔽性。良好的隐蔽性和低频率性降低了群众的防灾减灾意识,该类泥石流裹挟着巨石以直接冲毁建筑物的形式造成群死群伤的后果。(2)该类泥石流灾害主要发育于硬质岩区,流域面积小,植被覆盖率高。沟道源头的凹槽内分布着大量风化残坡积土,在极端强降雨作用下发生滑坡并转化为泥石流。该类泥石流流域内硬岩面积占流域面积的80%以上,部分流域的植被覆盖率高可达100%。统计显示93%的泥石流流域面积小于1km2,75%的泥石流沟道介于“坡面—沟道”之间,主沟纵坡形态呈“上陡—中缓—下陡”的地形特点。源区凹槽土体呈点状分布,平面形态为圆叶状和漏斗状。极端强降雨是诱发该类泥石流形成的主要因素。(3)凹槽土体在降雨和后端地貌径流放大的作用下发生滑坡并转化成泥石流。中等粘粒含量的凹槽密实土体在极端降雨和后端地貌径流放大的联合作用下,土体经历剪胀破坏。凹槽地形和植被的滞水效应增加了入渗量,使得根系层剪切强度τ大于抗剪强度τf,凹槽土体整体液化,向下游运动过程中浆体与流域内的固体物质混合转化为泥石流。凹槽土体的堆积坡度和厚度是控制其稳定性的关键因素。(4)干旱和地震作用通过影响源区土体的物理性质,有利于泥石流灾害的形成。湖南贺畈沟泥石流暴发前经历了长历时的干旱事件,导致凹槽土体表层产生裂隙,利于雨水入渗,在强降雨作用下凹槽土体饱和失稳破坏并转化为泥石流。矮子沟泥石流受到早期干旱和地震事件的影响,流域内的增加了大量松散固体物源,为泥石流的起动奠定了物源基础。在强降雨的作用下冲切沟沟道源头的凹槽土体经历剪缩破坏并形成坡面泥石流。(5)该类泥石流的规模放大过程可以经历支沟泥石流汇入主沟泥石流和主沟狭窄处巨石堵溃两个过程。支沟泥石流汇入后矮子沟泥石流流量扩大了近7倍,经历巨石堵溃后泥石流流量扩大了3.3倍。芦庵坑沟泥石流经历巨石堵溃后,泥石流流量扩大了6.5倍。造成巨石堵溃的原因是由于粘性泥石流无法顺利通过巨石堵塞体间的微小缝隙,随着泥石流持续淤积至漂砾起动的临界泥深时临时坝体溃决。
陈宁生,田树峰,张勇,王政[10](2021)在《泥石流灾害的物源控制与高性能减灾》文中进行了进一步梳理传统的观点认为山区泥石流灾害的形成主要取决于降水,其产汇流运动的过程是可采用水文过程模拟的物理过程。基于目前泥石流灾害集中分布于地震带和干旱河谷的现象以及现有的泥石流形成与防治研究基础,我们发现在人类居住与活动的山区,其坡度和降水极易满足泥石流灾害的形成条件,因此物源控制着泥石流灾害的孕育、形成和演化,主宰了灾害性泥石流的过程。物源的动态变化改变了泥石流发育的难易程度,主导了泥石流的规模和频率变化。泥石流物源在内外动力作用下经历松散化或密实化两个不同的演化过程,不同密度的土体通过剪缩或剪胀形成不同规模、频率与性质的泥石流。此外物源也控制了泥石流的规模放大过程。实践证明基于物源控制理论的区域预测、分级多指标预警和工程调控技术是科学有效的。因此,灾害性泥石流是一个地质作用主导的地质过程,该过程的特征描述需要更多地考虑基于地质环境条件的经验模型,且高效能的灾害预测预警与调控需要基于物源控制的机理和过程而进行。
二、基于黏土颗粒含量的泥石流容重计算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于黏土颗粒含量的泥石流容重计算(论文提纲范文)
(1)基于各类单因素组合的泥石流容重计算方法(论文提纲范文)
1 研究区泥石流灾害概况 |
2 流域形态指数对泥石流容重的影响分析 |
2.1 流域形态指数 |
2.2 相关性分析 |
3 各类单因素组合的泥石流容重计算 |
4 误差及适用性分析 |
5 结论 |
(2)川藏铁路沟谷型泥石流形成运动特征与工程危害研究(论文提纲范文)
引言 |
1 研究区概况 |
2 泥石流形成特征 |
3 泥石流运动特征参数计算 |
3.1 泥石流容重 |
3.2 泥石流峰值流量 |
3.2.1 暴雨洪峰流量 |
3.2.2 冰川消融洪峰流量 |
3.2.3 泥石流峰值流量 |
3.3 一次泥石流总量和冲出固体物质 |
3.4 泥石流流速 |
3.5 泥石流最大冲起高度与冲压力 |
4 泥石流危害分析 |
4.1 流体性质危害分析 |
4.2 工程断面危害分析 |
4.3 堆积扇危害分析 |
5 防治方案 |
6 结论 |
(3)基于点云数据处理的黏性泥石流堆积特征试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义及目的 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 泥石流堆积区特征 |
1.2.2 泥石流堆积特征影响因素 |
1.2.3 模型试验 |
1.2.4 点云分析在泥石流研究中的应用 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.4 本章小结 |
第二章 泥石流堆积过程模型试验 |
2.1 试验模型设计 |
2.1.1 试验模型 |
2.1.2 物源补给装置 |
2.1.3 水槽模型 |
2.2 试验工况 |
2.2.1 黏滞系数 |
2.2.2 粗颗粒体积浓度 |
2.2.3 颗粒粒径 |
2.2.4 组合工况 |
2.3 数据采集装置 |
2.4 试验过程 |
2.5 本章小结 |
第三章 泥石流堆积地貌特征提取 |
3.1 预处理 |
3.1.1 点云配准与合并 |
3.1.2 点云噪点处理与裁切 |
3.1.3 局部坐标系转换 |
3.2 参数提取 |
3.2.1 冲出距离 |
3.2.2 堆积面积 |
3.2.3 堆积厚度 |
3.2.4 堆积宽度 |
3.3 本章小结 |
第四章 泥石流堆积地貌特征分析 |
4.1 泥石流堆积区形态特征 |
4.1.1 按堆积区平面形态特征 |
4.1.2 两相物质混合状态 |
4.2 物质组成对泥石流堆积特征的影响 |
4.2.1 冲出距离 |
4.2.2 堆积面积 |
4.2.3 堆积厚度 |
4.2.4 堆积宽度 |
4.3 显着性分析与因素类型判别 |
4.3.1 统计模型 |
4.3.2 显着性检验 |
4.3.3 因素类型判别 |
4.4 堆积范围预测 |
4.4.1 冲出距离预测 |
4.4.2 最大堆积宽度预测 |
4.4.3 堆积面积预测 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
研究生期间主要取得的科研成果 |
(4)泥石流沟堰塞坝溃决模式及溃决流量研究 ——以七盘沟为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状及综述 |
1.2.1 溃决模式理论研究 |
1.2.2 模型试验研究 |
1.2.3 数值模拟研究 |
1.3 研究内容、创新点以及研究思路 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 创新点 |
1.3.3 研究思路 |
2 堰塞坝溃决实例研究 |
2.1 引言 |
2.2 四川省汶川县七盘沟 |
2.2.1 七盘沟泥石流背景 |
2.2.2 气象水文 |
2.2.3 地形地貌 |
2.2.4 物质来源 |
2.3 沟道特征 |
2.4 坝体特征 |
2.4.1 宏观特征 |
2.4.2 颗粒特征 |
2.5 本章小结 |
3 堰塞坝溃决室内模型试验研究 |
3.1 试验目的及意义 |
3.2 室内模型试验设计 |
3.2.1 模型试验装置 |
3.2.2 相似比 |
3.2.3 试验因素选取 |
3.2.4 试验数据观测设计 |
3.2.5 室内模型试验分组及编号 |
3.2.6 试验过程设计 |
3.3 本章小结 |
4 堰塞坝溃决模式及其动力演化 |
4.1 溃决模式 |
4.1.1 渗流冲刷平衡 |
4.1.2 漫顶冲刷溃决 |
4.1.3 渗透滑移冲溃 |
4.2 坝体内部土压力、孔隙水压力、有效应力的变化 |
4.3 不同溃决模式动力演化过程 |
4.3.1 坝体溃决纵向演化过程 |
4.3.2 坝体溃决过程流速、流深及侵蚀速率变化 |
4.3.3 侵蚀速率与剪切应力、抗侵蚀能力的关系分析 |
4.4 本章小结 |
5 不同因素对堰塞坝溃决的影响 |
5.1 黏粒含量对堰塞坝溃决的影响 |
5.1.1 不同黏粒含量坝体含水率传感器数据 |
5.1.2 溃坝泥石流容重 |
5.1.3 溃坝流量 |
5.1.4 流量放大系数 |
5.2 宽高比对堰塞坝溃决的影响 |
5.2.1 不同宽高比坝体含水率数据传感器数据 |
5.2.2 溃坝泥石流容重 |
5.2.3 溃坝流量 |
5.2.4 流量放大系数 |
5.3 流量对堰塞坝溃决的影响 |
5.3.1 不同来流流量坝体含水率传感器数据 |
5.3.2 溃坝泥石流容重 |
5.3.3 溃坝流量 |
5.3.4 流量放大系数 |
5.4 初始含水率对堰塞坝溃决的影响 |
5.4.1 不同初始含水率坝体含水率传感器数据 |
5.4.2 溃坝泥石流容重 |
5.4.3 溃坝流量 |
5.4.4 流量放大系数 |
5.5 本章小结 |
6 堰塞坝溃决流量及流量放大系数研究 |
6.1 溃坝流量公式 |
6.2 流量放大系数多元回归分析 |
6.3 模型验证 |
6.3.1 堵溃点介绍 |
6.3.2 溃坝流量计算 |
6.3.3 流量放大系数计算 |
6.4 结论 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的主要学术成果 |
攻读硕士学位期间参与的科研、工程项目 |
(5)头寨滑坡堆积转化为泥石流的倾向性(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景以及选题依据 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 泥石流的形成机理 |
1.2.2 泥石流的预测预报 |
1.2.3 泥石流中的超孔隙水压力 |
1.2.4 泥石流的应力应变特征 |
1.3 既有研究存在的不足 |
1.4 研究内容与创新点 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 创新点 |
1.4.3 技术路线 |
第二章 研究区概况 |
2.1 头寨沟研究区概况 |
2.1.1 地理位置及地形地貌环境 |
2.1.2 气候条件 |
2.1.3 地质背景 |
2.1.4 水文条件与植被覆盖 |
2.2 头寨滑坡堆积体特征 |
2.2.1 滑坡堆积体工程地质特征 |
2.2.2 滑坡堆积体的颗粒组成及矿物成分 |
2.2.3 堆积体的颗粒的风化以及几何形态 |
2.3 蒋家沟流域概况 |
2.3.1 蒋家沟自然地理 |
2.3.2 蒋家沟流域内堆积体特征 |
2.3.3 蒋家沟流域工程地质背景 |
2.4 研究区各环境因子对滑坡堆积转化为泥石流的影响 |
2.5 总结 |
第三章 超孔隙水压力对头寨滑坡堆积转化为泥石流的影响 |
3.1 试验材料 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 孔隙水逃逸试验 |
3.2.2 超孔隙水压力监测试验 |
3.2.3 干土饱和试验 |
3.3 结果分析 |
3.3.1 孔隙水逃逸试验 |
3.3.2 超孔隙水压测量试验 |
3.3.3 干土饱和试验 |
3.4 讨论 |
3.4.1 成浆范围与倾向性 |
3.4.2 浆体的超孔隙水压力与倾向性 |
3.4.3 影响因素 |
3.5 总结 |
第四章 浆体的流变特性对头寨滑坡堆积转化为泥石流的影响 |
4.1 材料 |
4.2 试验方法 |
4.2.1 小体积流变仪测量法 |
4.2.2 大体积流变仪测量法 |
4.3 结果分析 |
4.3.1 浆体的流变曲线 |
4.3.2 浆体的剪切变稀特征 |
4.4 讨论 |
4.4.1 浆体的流变特性 |
4.4.2 浆体的流变特性对泥石流发生的促进作用 |
4.5 总结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.1.1 促进泥石流发生的外部条件以及堆积体特征 |
5.1.2 超孔隙水压力对头寨滑坡堆积转化为泥石流倾向性促进作用 |
5.1.3 流变特性对头寨滑坡堆积转化为泥石流倾向性促进作用 |
5.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录(攻读硕士学位期间参与的课题及论文发表) |
(6)甘肃陇南泥石流容重确定方法探讨(论文提纲范文)
1 泥石流容重确定方法 |
1.1 现场调查试验法 |
1.1.1 现场称重法 |
1.1.2 体积比法 |
1.2 基于浆体容重计算法 |
1.3 基于沉积物的泥石流容重计算 |
1.3.1 中值粒径法 |
1.3.2 洪积扇比降法 |
1.4 基于泥石流形成条件的容重计算 |
1.4.1 固体物质储量计算法 |
1.4.2 半经验相关系数法 |
2 计算实例 |
2.1 泥石流选取 |
2.1.1 水眼沟泥石流 |
2.2.2马家沟泥石流 |
2.2容重计算 |
2.3 容重计算值分析 |
4 结语 |
(7)泥石流堰塞坝溃决过程实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及趋势 |
1.2.1 泥石流堰塞坝的形成过程 |
1.2.2 泥石流堰塞坝的稳定性与溃决模式 |
1.2.3 泥石流堰塞坝坝体物质起动与侵蚀机理 |
1.2.4 泥石流堰塞坝的溃决模型与峰值流量计算 |
1.3 主要研究内容和技术路线 |
1.4 有待进一步研究的问题 |
第2章 典型泥石流堰塞坝调查 |
2.1 舟曲泥石流堰塞坝 |
2.2 红椿沟泥石流堰塞坝 |
2.3 天摩沟泥石流堰塞坝 |
2.4 古乡沟泥石流堰塞坝 |
2.5 小结 |
第3章 泥石流堰塞坝溃决实验 |
3.1 实验设计 |
3.1.1 实验装置设计 |
3.1.2 实验参数设计 |
3.1.3 实验相似比尺 |
3.2 实验参数获取 |
3.2.1 泥石流容重 |
3.2.2 流速 |
3.2.3 溃决流量 |
3.3 实验组次安排 |
3.4 本章小结 |
第4章 溃决过程与机理分析 |
4.1 溃决过程与机理分析 |
4.1.1 溃口溯源侵蚀过程 |
4.1.2 溃口侧向侵蚀过程 |
4.2 孔隙水压力与溃决的关系 |
4.3 侵蚀机理 |
4.3.1 下游坡面起动 |
4.3.2 侵蚀速率模型 |
4.3.3 侵蚀过程跟踪技术 |
4.4 小结 |
第5章 溃决流量特征研究 |
5.1 不同因素对溃决流量的影响 |
5.1.1 来水流量对溃决流量的影响 |
5.1.2 坝体形态对溃决流量的影响 |
5.1.3 坝高对溃决流量的影响 |
5.1.4 黏粒含量对溃决流量的影响 |
5.1.5 泥石流容重对溃决流量的影响 |
5.2 溃决洪峰流量计算 |
5.3 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)怒江东月各非冰川型高山远程泥石流的扩散机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 国内外相关领域研究现状及评价 |
1.2.1 高山泥石流方面 |
1.2.2 远程泥石流扩散方面 |
1.2.3 黏土矿物与泥石流扩散 |
1.2.4 木屑与泥石流扩散 |
1.2.5 沟床表面生物膜与泥石流扩散 |
1.2.6 泥石流致灾与临时坝溃决 |
1.3 既有研究存在的不足之处 |
1.4 本文研究内容及技术路线 |
1.5 本文特色和创新点 |
第二章 东月各泥石流的形成背景及其概况 |
2.1 东月各泥石流的成灾背景 |
2.1.1 自然地理背景 |
2.1.2 工程地质背景 |
2.2 东月各泥石流成因分析 |
2.2.1 地形特征 |
2.2.2 物源特征 |
2.2.3 水源条件 |
2.3 东月各泥石流的启动、扩散及堆积特征 |
2.4 东月各泥石流堆积体物理特性 |
2.4.1 颗粒尺度分布 |
2.4.2 粘粒矿物成分 |
2.4.3 容重 |
2.5 东月各泥石流的动力学特征 |
2.5.1 流速 |
2.5.2 峰值流量 |
2.5.3 泥石流历时和一次冲出固体物质总量 |
2.5.4 泥石流冲击力计算 |
2.6 本章小结 |
第三章 小木屑对东月各泥石流远程维持和扩散的影响 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 样品采集 |
3.1.2 粒度分布 |
3.1.3 无SWD碎屑材料的制备 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 孔隙水逃逸试验 |
3.2.2 超孔隙水压力监测试验 |
3.3 试验结果 |
3.3.1 孔隙水逃逸试验 |
3.3.2 超孔隙水压力监测试验 |
3.4 讨论 |
3.4.1 东月各泥石流的维持机理 |
3.4.2 SWD对东月各泥石流的维持作用 |
3.4.3 SWD促进东月各泥石流维持的机理分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 河床表面生物膜对东月各泥石流扩散的控制作用 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 颗粒分布曲线 |
4.1.2 试验装置 |
4.1.3 试验步骤 |
4.1.4 动态特性 |
4.2 试验结果 |
4.2.1 KMnO_4溶液流动试验 |
4.2.2 泥石流流动试验 |
4.2.3 无量纲参数 |
4.3 讨论 |
4.3.1 流态分析 |
4.3.2 生物膜的减阻机理分析 |
4.3.3 东月各天然河床表面的生物膜 |
4.3.4 河床表面生物膜润滑效应的持久性 |
4.3.5 基于FLO-2D的泥石流数值模拟分析 |
4.3.6 沟道横截面摩擦的变化 |
4.4 本章小结 |
第五章 东月各溃坝泥石流流动行为的演化特征及其灾害效应 |
5.1 试验材料 |
5.2 试验方法 |
5.2.1 流变试验 |
5.2.2 单筒搅拌试验 |
5.3 试验结果与分析 |
5.3.1 剪切稀化特征分析 |
5.3.2 动态超孔隙水压力的发育特征 |
5.3.3 动态超孔隙水压力的产生机制 |
5.3.4 超孔隙水压力的正反馈与浆体扰动变稀 |
5.3.5 东月各溃坝泥石流流动-流变行为的演化 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录I(攻读博士学位期间所取得科研成果和奖励) |
附录II(大流变仪、小流变仪和塌落度方法获得流变参数) |
(9)凹槽土体失稳起动泥石流的力学机制与规模放大过程(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究依据和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 凹槽土体起动泥石流的研究 |
1.2.2 泥石流起动机理的研究 |
1.3 关键科学问题和研究内容 |
1.3.1 关键科学问题 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线和研究方法 |
1.4.1 技术路线 |
1.4.2 研究方法 |
第2章 典型凹槽土体起动泥石流的灾害事件 |
2.1 泥石流事件分布 |
2.2 典型凹槽土体起动泥石流灾害事件 |
2.2.1 浙江乐清“8.13”群发性泥石流灾害 |
2.2.2 湖南临湘“6.10”贺畈沟泥石流灾害 |
2.2.3 四川宁南“6.28”矮子沟泥石流灾害 |
2.2.4 西藏林芝“8.19”群发性泥石流 |
2.2.5 福建泰宁“5.8”群发性泥石流灾害 |
第3章 凹槽土体起动泥石流事件的成灾特征与发育背景 |
3.1 凹槽土体起动泥石流事件的成灾特征 |
3.1.1 成灾规模大 |
3.1.2 泥石流的暴发频率低 |
3.2 凹槽土体起动泥石流事件的发育背景 |
3.2.1 地形地貌特征 |
3.2.2 降雨特征 |
3.2.3 植被覆盖率特征 |
3.2.4 地质构造与岩性特征 |
3.2.5 前期干旱和地震 |
第4章 凹槽土体失稳起动泥石流的力学机制 |
4.1 凹槽后端地貌径流放大 |
4.2 凹槽土体特征 |
4.3 凹槽土体的临界厚度与堆积坡度 |
4.4 数值模型 |
4.5 凹槽土体失稳的力学机制 |
4.6 泥石流的产流机制 |
4.7 前期干旱地震对泥石流起动机制的影响 |
4.7.1 前期干旱的影响 |
4.7.2 前期干旱与地震的影响 |
第5章 泥石流规模的放大过程 |
5.1 支沟汇入主沟放大泥石流规模 |
5.2 巨石堵溃放大泥石流规模 |
5.3 巨石堵溃的讨论 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 不足与展望 |
6.3.1 研究不足 |
6.3.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(10)泥石流灾害的物源控制与高性能减灾(论文提纲范文)
0 引言 |
1 泥石流灾害集中分布于物源丰富的干旱河谷地震带山区 |
2 物源控制泥石流的起动 |
2.1 泥石流物源在内外动力作用下经历了松散化和密实化的不同演化过程 |
2.2 不同密度的土体剪缩与剪胀发育形成不同规模频率与性质的泥石流 |
3 物源主导泥石流的规模放大 |
4 基于物源控制理论的泥石流预测预警体系 |
5 基于物源控制理论的泥石流工程调控技术体系 |
6 讨论与结论 |
四、基于黏土颗粒含量的泥石流容重计算(论文参考文献)
- [1]基于各类单因素组合的泥石流容重计算方法[J]. 谢娜,丁宏伟. 兰州大学学报(自然科学版), 2021(03)
- [2]川藏铁路沟谷型泥石流形成运动特征与工程危害研究[J]. 李睿祺,胡桂胜,陈宁生,杨志全,韩征. 防灾减灾工程学报, 2021(03)
- [3]基于点云数据处理的黏性泥石流堆积特征试验研究[D]. 于泽清. 重庆交通大学, 2021
- [4]泥石流沟堰塞坝溃决模式及溃决流量研究 ——以七盘沟为例[D]. 张亿. 西南科技大学, 2021(08)
- [5]头寨滑坡堆积转化为泥石流的倾向性[D]. 张忍杰. 昆明理工大学, 2021(01)
- [6]甘肃陇南泥石流容重确定方法探讨[J]. 张永军,李松. 甘肃地质, 2020(Z2)
- [7]泥石流堰塞坝溃决过程实验研究[D]. 曹春然. 中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所), 2020(02)
- [8]怒江东月各非冰川型高山远程泥石流的扩散机理[D]. 唐永俊. 昆明理工大学, 2020(05)
- [9]凹槽土体失稳起动泥石流的力学机制与规模放大过程[D]. 张勇. 中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所), 2020(01)
- [10]泥石流灾害的物源控制与高性能减灾[J]. 陈宁生,田树峰,张勇,王政. 地学前缘, 2021(04)