中巴公路泥石流易發(fā)性等級評價與起動試驗研究.pdf

1、中巴公路奧依塔克-布倫口段地處西昆侖山腹地，所處區(qū)域地質(zhì)、地形條件復(fù)雜，氣候環(huán)境惡劣，自中巴公路建成通車以來，該段一直飽受泥石流災(zāi)害的影響。而目前國內(nèi)學(xué)術(shù)界對中巴公路沿線泥石流災(zāi)害的研究寥寥無幾，使得中巴公路缺乏有效的泥石流災(zāi)害防治措施。自國家“一帶一路”戰(zhàn)略提出以來，中巴公路的經(jīng)濟和戰(zhàn)略地位得到重大提升，為了擺脫泥石流災(zāi)害對改建公路的影響，本課題組以“中巴公路國內(nèi)段泥石流形成成因、分布特征和工程治理研究”項目為依托，對泥石流起動進行室

2、內(nèi)試驗研究，同時對中巴公路沿線泥石流易發(fā)性等級進行評價，以期為公路的選線和防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)指導(dǎo)。
　　本文以K1562泥石流溝谷為試驗原型進行泥石流起動室內(nèi)模型試驗，探究溝谷型泥石流的起動特征并分析不同試驗條件對泥石流易發(fā)性的影響，為易發(fā)性評價指標(biāo)選擇提供依據(jù)。同時根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查采集的數(shù)據(jù)和收集的研究區(qū)相關(guān)背景資料，深入分析泥石流成災(zāi)背景，選取相關(guān)指標(biāo)建立了泥石流易發(fā)性評價指標(biāo)體系，運用正態(tài)云模型和聯(lián)系期望模型兩種方法進行易發(fā)性

3、等級評價。通過研究得到以下成果:
　　(1)從地形、地質(zhì)、水文三大泥石流形成條件出發(fā)，詳細說明了研究區(qū)泥石流形成的背景條件，揭示了研究區(qū)泥石流易發(fā)的原因，歸納總結(jié)了研究區(qū)泥石流災(zāi)害的時空分布特征。
　　(2)為探究易發(fā)性評價指標(biāo)體系中各影響因素對泥石流起動和易發(fā)性的影響，本文選擇K1562泥石流溝谷為試驗原型，取其形成區(qū)的松散堆積物作為試驗土體，并采用1∶100相似比，進行了6組20次室內(nèi)試驗。試驗提出以泥石流起動臨界水量作

4、為泥石流易發(fā)性的衡量標(biāo)準(zhǔn)，得到了影響泥石流起動的因素:溝床坡度、顆粒級配、徑流流速以及土體斷面形態(tài)、堆積厚度和含水率與泥石流起動臨界水量、峰值孔隙水壓力、達到峰值孔隙水壓力的時間之間的變化規(guī)律，運用回歸分析擬合函數(shù)，分析相應(yīng)的變化趨勢。同時根據(jù)臨界水量總結(jié)不同試驗條件對泥石流易發(fā)性的影響，得出:所選的因素對泥石流易發(fā)性均有影響，但是溝床坡度、顆粒級配、徑流流速和含水率對泥石流易發(fā)性的影響比斷面形態(tài)、堆積厚度大。
　　(3)在試驗所

5、得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運用相似理論推算K1562原型泥石流溝谷起動所需的臨界水量，并與暴雨雨力15mm/h作用下，通過理論計算得到的洪峰流量進行對比，結(jié)果表明:在該雨力作用下原型泥石流溝谷極有可能暴發(fā)泥石流。從而本文提出可將該臨界水量作為K1562原型溝谷泥石流災(zāi)害預(yù)測預(yù)報的一個定量的理論判別依據(jù)。
　　(4)根據(jù)試驗結(jié)果和泥石流勘察規(guī)范，結(jié)合中巴公路實際情況，選用水土流失嚴(yán)重程度、泥沙沿程補給長度比、溝口泥石流堆積程度、河溝縱坡、區(qū)域

6、構(gòu)造影響程度、植被覆蓋率、巖性影響、沿溝松散物儲量、溝岸山坡坡度、產(chǎn)沙區(qū)溝槽橫斷面、產(chǎn)沙區(qū)松散物平均厚度、流域面積、流域相對高差、河溝堵塞程度作為易發(fā)性評價指標(biāo)，提出將易發(fā)性等級劃分為4級，并確定各評價指標(biāo)的相應(yīng)權(quán)重，從而建立了研究區(qū)泥石流易發(fā)性評價指標(biāo)體系。
　　(5)分別建立正態(tài)云模型和聯(lián)系期望模型對研究區(qū)32條溝谷型泥石流進行易發(fā)性評價，將計算結(jié)果與實際勘察結(jié)果對比表明:研究區(qū)泥石流災(zāi)害易發(fā)性等級較高，且活動頻繁，其中極易發(fā)