关于邯郸西部山区稀性泥石流流速公式的分析

在总结国内多种稀性泥石流流速公式的基础上,选取太行山区3个沟谷型稀性泥石流灾害点为研究对象,结合现场调查数据,研究了太行山区沟谷型稀性泥石流的流速特征,分析了泥石流流速的差异性,进一步建立了相应理论模型公式,对现有经验公式进行了改进及分析研究,确定了模型的适用性,对相关地区的泥石流防治具有一定的指导意义。

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了比较深入的分析 ,导出了多个公式 。

北京清水河流域现代稀性泥石流表层物质热释光本底初步研究

应用热释光技术对北京清水河流域稀性泥石流表层物质进行热释光信号测定,西北山沟、达摩沟、前桑峪沟三沟的形成区等效剂量平均值为48.38 Gy,流通区的平均值为91.75 Gy,堆积区的平均值为62.02 Gy。三个沟的表层泥石流物质本底小,说明原有的认为泥石流由于受物源本底影响无法测年的认识是有局限性的。这个事实可以为应用热释光对老泥石流测年提供依据,对于在泥石流堆积物质中应用热释光技术进行年代测定具有基础性的意义。

稀性泥石流龙头形成机制的试验研究

本文通过室内槽子试验来观察和分析稀性泥石流阵性的形成机制。试验表明，稀性泥石流阵性的起因首先决定于流域内形成的原始出流过程。同时，运动过程中巨砾向龙头处集聚和泥石流体中液相介质向不饱和的床面堆积层的渗透流失，是促进龙头发展的二项重要因素。这二种作用使泥石流龙头部的固相浓度增大，粒径变粗，运动阻力增大，而使龙头壅高发展。本文根据龙头处粒经、浓度、阻力的变化来探讨龙头高度比正常流深增长幅度的计算方法。

单切口坝对稀性泥石流的拦砂性能--试验研究与比较分析

通过室内水槽试验，探讨了单切口坝对稀性泥石流的拦砂性能，并与梳子坝的试验结果进行了比较分析。初步得到：（1）单切口坝有全闭塞、部分闭塞和不闭塞3种闭塞类型。当切口宽度b与稀性泥石流中最大颗粒粒径dmax之比b／dmax≤0．394时，切口全闭塞；b／dmax≥1．478时，切口不闭塞；0．394〈b／dmax〈1．478时，切口为部分闭塞。（2）单切口坝在降低过坝泥石流密度变化量上，与梳子坝有相似规律。对单切口坝而言，b／dmax在0．394～0．739之间，过坝泥石流密度变化量随b／dmax增大而增大，在b／dmax=0．739时，过坝泥石流密度变化量达到最大，其后随着b／dmax的进一步增大，过坝泥石流密度变化量逐渐减小；在0．493≤b／dmax≤0．986之间，单切口坝降低过坝泥石流密度变化量较显著。（3）在相同的试验条件下，以过坝泥石流平均密度及其降低率为防治泥石流的效益指标，显示梳子坝与单切口坝的坝后平均密度的比值大多小于1，表明在相同的试验条件下梳子坝对稀性泥石流的防治效果较好。

稀性泥石流水跃现象中能量耗散率研究

基于流体力学水跃理论,针对陡坎地形对稀性泥石流的消能作用建立物理模型进行理论推导,提出陡坎地形下稀性泥石流动能耗散率理论公式。此外,引入权纵比降概念来表达沟道地形对泥石流势能转化为动能的能力大小。通过对陡坎地形条件下稀性泥石流能量耗散率的理论推导,揭示了稀性泥石流陡坎地形能量变化的方式和过程,有助于泥石流的治理及预警预报。

稀性泥石流容重计算的改进方法

稀性泥石流的沉积样的粒度不能反映稀性泥石流的实际粒度,过渡(亚粘性)泥石流的沉积样的粒度也不能完全反映亚粘性泥石流的实际粒度。通过分析稀性泥石流和亚粘性泥石流沉积样中的粗颗粒和细颗粒组成的百分比与稀性泥石流和亚粘性泥石流的实际粒度分布关系,得出稀性泥石流以细颗粒为主,>5mm的粗颗粒的百分比较小,大多数稀性泥石流的沉积样中这部分粗颗粒百分含量被夸大。去掉稀性泥石流沉积样中>5mm的粗颗粒可以修正被夸大的粗颗粒比例,由此粒度分布和修正公式计算的稀性泥石流容重与实际容重吻合较好。去掉亚粘性泥石流沉积样中>20mm的粗颗粒,可以修正亚粘性泥石流的粒度分布,由此粒度分布计算的亚粘性泥石流容重与实际容重吻合更好。

稀性泥石流的平均运动速度研究

泥石流的运动速度是泥石流动力学研究中最重要的参数。稀性泥石流是常见也是危害较大的泥石流类型,准确而简洁地计算稀性泥石流的运动速度非常重要。现有的稀性泥石流平均速度经验公式,在使用上和适用地区上还存在一些问题。本文通过分析一系列稀性泥石流观测资料中的体积浓度与稀性泥石流的运动速度和阻力特征的关系,得出了一个新的计算稀性泥石流平均运动速度的经验公式,该公式能适应各种类型的泥石流沟,适用于一般急流的稀性泥石流;对于缓流稀性泥石流,计算值与观测值相比偏大,但很接近;不适用于缓慢稀性泥石流。本文提出的经验公式,使用简洁,计算稳定,与其他方法计算的稀性泥石流平均运动速度很接近。该速度计算经验公式也适用于稀性泥石流堆积扇上游沟道,但对于堆积扇上的速度,计算值偏大,且越往堆积扇的下游,偏差越大。

稀性泥石流拦挡坝坝后淤积及坝前冲刷规律的实验研究

采用室内模拟实验的方法，研究稀性泥石流拦挡坝坝高和沟床纵比降对坝后回淤坡度的影响，并对坝后泥石流淤积形态及坝前冲刷坑的深度和长度进行研究。模拟实验结果表明：沟床纵比降与回淤坡度成正相关关系，当沟床纵比降为12％，14％，16％，18％和20％时，对应的平均回淤坡度分别为8．08％，10．08％，11．88％，14．02％和15．63％；不同坝高条件下，回淤坡度随各沟床纵比降线性增长的幅度不同；坝高与回淤坡度成二次函数关系，沟床纵比降一定，回淤坡度随着坝高的增大，呈先增大后减小的趋势。实验结果可供坝后淤积模型试验研究、拦挡坝工程设计等参考。

稀性泥石流沟道侵蚀试验研究

泥石流对沟道的侵蚀破坏作用比一般水流强烈,由于对其侵蚀深度的估计不足,往往导致防治工程的失效。通过室内等比模拟稀性泥石流沟道侵蚀试验来探究其规律。试验研究表明:坡度变化对侵蚀效果的影响大于流量的影响;在一定范围内,侵蚀深度随泥石流的磨损力增大呈线性增加,并给出经验公式。结合野外调查,对于松散堆积物源较厚的沟道流通区,该经验公式具备一定的适用性。

西北内陆山洪沟道治理方案探讨——以靖远县吊流沟稀性泥石流沟道为例

西北地区山洪沟道深居欧亚大陆腹地,远离海洋,常受内蒙古高压控制,属典型的大陆性气候,洪水及泥石流主要由暴雨形成,大多集中在7-9月,大洪水多为单峰型,陡涨陡落,峰高量小,历时较短,且多数山洪沟道无实测水文资料,治理基础数据欠缺,治理难度较大。本文以靖远县吊流沟泥石流沟道为例,以水毁为借鉴,设计了泥石流沟道的防护堤岸,并结合实际情况提出了泥石流的防治建议。

稀性泥石流对路基沟岸侵蚀机理分析

泥石流是最主要的公路水毁类型,国家每年因此造成的直接经济损失巨大,尤其是山区公路沿河线,易于冲击沟岸,对岸坡进行侵蚀,造成路基坍塌。文章从泥石流两相流理论出发,将稀性泥石流划分为固液两相流,分别对液相及固相对路基沟岸侵蚀破坏机理进行分析。从而提出常用的路基防护及加固方式,固底及护岸工程,针对两种方式提出各自使用范围及条件,为路基防护提供参考。

泥沙总量在稀性泥石流堵江中的影响研究

为了研究汇入主河的稀性泥石流总体积量对其堵江程度的影响,设计并进行了室内物理模拟实验。在控制其他影响因素(如入汇角、流量比、主河宽度、泥石流性质等)不变的条件下,改变汇入主河的稀性泥石流体积,观察并记录堵江过程及结果,并将体积物理量简化为无量纲因子,拟合体积因子与堵江程度之间的数学关系式。根据此数学关系式可以对稀性泥石流是否会堵江做出准确判断,从而为稀性泥石流堵江的预测和防治提供指导。

稀性泥石流对直道型排导槽的冲击试验研究

为探究不同工况下稀性泥石流对直道排导槽的冲击力变化规律,搭建直道排导槽,进行3种配比、纯水和5种坡度的20组的试验。试验结果表明:1)稀性泥石流流体深度与冲击力成正比;2)稀性泥石流冲击力与坡度大小成正比;3)最大冲击力与稀性泥石流中粗颗粒含量成正比,粗颗粒含量较少的稀性泥石流的最大冲击力会在某个临界坡度出现突增;4)指数函数对稀性泥石流冲击力拟合效果最优,其中稀性泥石流的石∶沙∶土配比为4∶2∶1、2∶1∶4和2∶4∶1时冲击力与坡度的拟合函数分别为y=4.119 e^(0.07695x)、y=2.978e^(1.666x)和y=1.023e^(0.1318x)。

稀性泥石流冲刷规律的试验研究

稀性泥石流具有很强的输沙能力,可在运动过程中强烈刷深泥石流沟道。以理论分析和野外水槽试验相结合,对稀性泥石流的冲刷规律进行了初步的探讨研究。沟床物质的初次冲刷应该考虑非均匀床沙是否会发生粗化,因此根据沟床物质在稀性泥石流的冲刷作用下形成粗化层的临界判别条件,将稀性泥石流的冲刷归纳成3种不同的模式,并分别推导了这3种不同冲刷条件下,床面冲刷深度的计算方法。然后进一步通过野外水槽试验探讨了床沙全沙输移情况下,沟床冲刷系数的取值。稀性泥石流累次冲刷问题的关键是前一次冲刷形成的床面结构是否会破坏或再生,本文最后结合野外水槽试验中累次冲刷的试验结果,分析了沟床累次冲刷深度的计算方法。

北京清水河流域现代稀性泥石流物质选频释光特性

采用BG2003释光谱仪对北京清水河流域达摩沟、西北山沟的稀性泥石流物质选频释光特性进行研究,并将其与云南蒋家沟流域现代粘性泥石流物质进行比较。研究表明:北京清水河流域泥石流物质样品受热激发后,290nm、310nm、400nm、480nm释光响应最为明显。储能电子主要源自的能级为4.28eV、4.00eV、3.50eV、2.58eV。用532nm绿光激发后,310nm、480nm释光响应最为明显,相应的储能电子主要源自的能级为4.00eV、2.58eV。采用选频释光技术能够区分清水河流域和蒋家沟流域的泥石流物质。该事实对进一步探索采用选频释光技术进行泥石流断代及泥石流物源识别具有基础性意义。

稀性泥石流冲击力随机分布特征实验研究

泥石流的冲击力具有很强的随机性。为研究泥石流冲击力变化规律、随机分布特征及冲击力与粗颗粒的关系,用云南蒋家沟泥石流原状土开展7组大型稀性泥石流冲击力水槽实验。实验结果表明:(1)泥石流冲击力比例系数随粗颗粒无量纲最大粒径增大而增大,二者之间存在良好指数经验关系;(2)用6种概率密度函数拟合了泥石流冲击力的分布,发现Log-Logistic函数最适合描述冲击力的分布;(3)冲击力分布的Log-Logistic函数的尺度参数?和形状参数s随粗颗粒无量纲最大粒径增大而增大,并得到尺度参数和形状参数与粗颗粒无量纲最大粒径之间的对数经验关系。

稀性坡面泥石流粗颗粒在不同水力作用下的起动

＂5.12＂汶川地震产生了大量崩滑堆积体,这些棱角状粗颗粒体在水流激发下易起动形成坡面泥石流。在对汶川地震区坡面泥石流地质模型调研基础上,建立以立方体为稀性坡面泥石流粗颗粒的基本模型,结合坡面泥石流的宽级配特性,提出立方体模型的滑移、翻转（包括绕边翻转、绕支点翻转及嵌固绕边翻转）等起动方式。并以水力学、泥沙动力学为理论基础,推导得出粗颗粒在滑移、翻转起动方式下的起动平均流速公式。参照陈伯奇的实验数据,计算粒径为5~10 mm颗粒在不同坡度条件下的起动流速,并对比显示两者具有较好的吻合性,表明立方体作为稀性坡面泥石流粗颗粒的起动模型是合理的。计算结果也表明,在同一坡度条件下,粗颗粒滑移起动所需的水流激发流速最低,绕边起动次之,颗粒嵌固起动所需的激发流速最大,如坡度为30°条件下,滑移起动的水流激发流速为0.349 m/s,绕边起动为0.430 m/s,嵌固起动为0.473 m/s。据此推断,当水流达到一定流速（如30°坡度下、流速为0.349 m/s）时,粗颗粒的最初起动以滑移为主;随着流速增大,逐渐出现翻转起动;当水流流速急剧增大时,大部分嵌固粗颗粒会以翻转的方式瞬间起动,从而形成稀性坡面泥石流。成果对稀性坡面泥石流起动条件研究具有一定的理论意义,对泥石流灾害预警具有一定的指导作用。

贵州望谟县乐旺镇纳巴泥石流发育特征与发展趋势

泥石流是一种强降雨诱发的突发性地质灾害,严重影响地方的安全稳定和社会经济发展。通过调查测量、取样测试,分析研究表明:望谟县乐旺镇纳巴泥石流流域最大高差达665m,山体平均坡度多在35°以上,坡面岩土风化强烈,固体物源方量可能参与泥石流活动的物源动储量大,多年平均降水量大为泥石流的诱发因素。

山东省滑坡泥石流防治初探

山东省是我国现代灾害暴雨泥石流华北、东北的副区之一。随着原始森林毁灭,一度曾为滑坡泥石流的密集爆发区,持续久远的剧烈土壤流失,使原有较厚土壤层大部流光,现有山区的土层厚度平均只有20—30cm。目前土壤侵蚀仍在加速进行,多以面蚀和小型崩坡、滑塌的水石流的形式进行。建国以来,我省在防治陡坡悬崖、滑坡、泥石流及土壤流失的实践中,已经取得生物工程防护体系等成功经验,正在普及和推广。