13519.礫石土級(jí)配特征對(duì)坡面泥石流啟動(dòng)的臨界雨量影響研究

1、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文巫石級(jí)配鱉筵躚坡面濕互流啟動(dòng)的臨晝匾量髭響研究作者姓名：煎壘指導(dǎo)教師：醫(yī)寶生(巫究雖≥生國(guó)整堂院丞型部盛壑出絲塞圭皇丕!衄宜壓學(xué)位類別：王當(dāng)盟學(xué)科專業(yè)：蚩王墨培養(yǎng)單位：生國(guó)型堂院丞型部盛都出絲塞蠱皇巫蘊(yùn)班究壓二零一四年五月摘要坡面泥石流占泥石流總數(shù)的90％以上，坡面泥石流造成的損失居高不下。坡面泥石流具有點(diǎn)多、面廣、暴發(fā)突然等諸多特點(diǎn)，采取

2、工程措施進(jìn)行綜合防治在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。結(jié)合各區(qū)域泥石流的形成特點(diǎn)，探討泥石流形成的模式及機(jī)理，在此基礎(chǔ)上探討泥石流源區(qū)礫石土在不同的工況(不同的降雨強(qiáng)度)下啟動(dòng)形成泥石流的臨界雨量，不僅有助于防災(zāi)減災(zāi)，又可以為泥石流的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供重要參考。本文以四川寧南與云南巧家交界的區(qū)域作為研究區(qū)，通過(guò)對(duì)中國(guó)18個(gè)大型泥石流災(zāi)害重點(diǎn)規(guī)劃和治理區(qū)內(nèi)的116條泥石流溝進(jìn)行野外調(diào)查，獲取區(qū)域的基礎(chǔ)資料及各區(qū)域土體的物理特征(密度及含水率等)。通過(guò)野外取樣、

3、室內(nèi)顆分試驗(yàn)，分析各區(qū)域礫石土的物質(zhì)組成特征，建立粒度特征數(shù)據(jù)庫(kù)；在此基礎(chǔ)上引入分形理論計(jì)算各土樣的分維值，以分維值表征礫石土的級(jí)配特征，比較不同區(qū)域泥石流源區(qū)礫石土級(jí)配特征的共性及差異，建立分維值數(shù)據(jù)庫(kù)；基于泥石流源區(qū)礫石土的分維值特征，通過(guò)直剪試驗(yàn)、常水頭滲透試驗(yàn)及野外人工降雨試驗(yàn)，分析礫石土強(qiáng)度、滲透系數(shù)及臨界雨量與其分維值之間的關(guān)系，綜合分析后得到以下成果：(1)通過(guò)野外取樣、室內(nèi)顆分試驗(yàn)及分形理論計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，泥石流源區(qū)礫石土以

4、一重分形特征為主，一重分形土樣占樣本總數(shù)的8846％，一重分形土樣分維值介于225～2798，分維值最大的為蔣家溝土樣，最小的為干溪溝土樣，分維值介于2427之間的土樣130個(gè)，占一重分形總數(shù)的8075％。(2)對(duì)直剪試驗(yàn)的結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)：強(qiáng)度隨分維值的增大而減小。(3)以自制的常水頭滲透試驗(yàn)裝置進(jìn)行滲透試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：礫石土分維值與滲透系數(shù)具有較好的相關(guān)性，經(jīng)多元回歸分析建立滲透系數(shù)與干密度及分維值之間的函數(shù)關(guān)系：k=f(Pd