降雨冲刷下黄土堆填边坡土水参数变化规律

黄土区城市工程建设产生了大量黄土堆填边坡,因其结构松散,缺乏必要防护,水土流失严重。该研究基于野外调查,设计室内堆填边坡降雨冲刷模型试验,分析其侵蚀破坏过程中含水率和基质吸力的响应变化规律,结合水土动力学原理,分析了降雨切沟侵蚀阶段沟坡坍塌破坏机理,并揭示了坡度对侵蚀产沙量的影响。结果表明:1)随坡度增大,坡顶含水率饱和速率加快,边坡基质吸力响应速率先增后减,且在40°范围内响应速率最快,在此坡度附近需更加注重坡面防护和坡脚排水。2)切沟侵蚀阶段,沟坡坍塌破坏为水力-重力复合侵蚀过程,且坡度越大,越容易达到临界破裂角,沟坡重力侵蚀现象越普遍。3)黄土堆填边坡在极端降雨条件下,其临界坡度在41°附近。该研究成果可为黄土区工程堆积体的地质灾害防治及水土流失综合治理提供理论支持。

沟道松散堆积体冲刷启动机理与泥石流-拦挡坝相互作用研究

汶川地震后我国西部山区大量崩滑体堵塞泥石流沟道,形成堰塞坝,暴雨条件下极易溃决形成溃决洪水,剧烈冲刷侵蚀下游松散堆积体,形成或加剧泥石流灾害规模,对下游拦挡工程的破坏性极强。通过室内水槽试验,监测堆积体内和拦挡坝后相关土水、动力参数响应规律,分析松散堆积体冲刷侵蚀启动力学机制及其与拦挡坝相互作用机理,并推导出考虑孔隙水压力的泥石流冲击力计算公式。结果表明:(1)冲刷启动过程中堆积体以溯源侵蚀、侧蚀为主,体积含水率和孔隙水压力先增后减,基质吸力呈波动减小。(2)在泥石流冲击拦挡坝过程中,坝后出现两次冲击峰值,第一次拦挡坝泄水通畅,振动加速度为1.29 m/s^(2);第二次排水受阻,振动加速度为1.22 m/s^(2),同时泥位达到峰值95 mm。(3)泥石流对拦挡坝的整体冲击力由动、静两部分组成,静冲击力与坝后孔隙水压力呈正比,而动冲击力与流速的平方呈正比。研究成果可为震后泥石流沟道松散堆积体冲刷启动机理研究与防治工程优化提供理论与技术支持。

黄土滑坡型泥石流主要影响因素研究进展

黄土滑坡型泥石流在我国广泛分布,且具有速度快、冲击力强、破坏性大等特点,目前对其的观测与专门研究仍处于起步阶段。基于黄土的高孔隙比、强湿陷性和高细颗粒含量3个典型特征,分析其对黄土滑坡型泥石流形成的影响,结果表明:①高孔隙比使得黄土渗透速率较大,内摩擦力较小;同时,在降雨增湿过程中,黄土湿陷促使其结构性减弱,有效黏聚力快速降低,从而导致黄土抗剪强度快速降低,易产生库仑破坏。②由于细颗粒含量高,黄土液化后孔隙水压力消散较慢,使得黄土滑坡型泥石流滑距较长,堆积区颗粒组分沿纵向具有一定分选性。研究成果可为黄土滑坡型泥石流灾害防治提供参考。

AHP模糊综合法在泥石流防治工程运行现状评价中的应用——以拦挡坝为例

对治理工程进行效果评价是保障泥石流沟道安全运行的重要环节。以陇南地区泥石流拦挡坝为例,通过野外调查获取了影响泥石流拦挡坝运行效果的变量信息,采用AHP模糊综合法,构建了包含4个要素层、13个指标层的综合评价体系,并对评价结果进行了量化分级,结果表明:陇南地区约94%的拦挡坝达到较优及以上级别,工程运行良好,应吸取成功经验;评价为较差及以下的拦挡坝约占6%,为带病运行或失效工程,需要重修或者加固,应引起高度关注。