泥石流的形成及防治

泥石流工程研究1、泥石流的概念及研究意義2、泥石流的形成條件3、泥石流的特征及分類4、泥石流的防治第一節(jié)泥石流的概念及研究意義一、泥石流的定義泥石流是指在山區(qū)一些流域內(nèi)，主要是在暴雨降落時(shí)所形成的、并由固體物質(zhì)（石塊、沙礫、粘粒）所飽和的暫時(shí)性山地洪流。

一般地說，泥石流的組成成分是水體和巖石破壞產(chǎn)物。泥石流是山區(qū)特有的一種不良地質(zhì)現(xiàn)象，它具有暴發(fā)突然、結(jié)束快速、歷時(shí)短暫和破壞力卻極大的特點(diǎn)。由大量粘性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成的叫泥石流；以粘性土為主，含少量砂粒、石塊、粘度大、呈稠泥狀的叫泥流；由水和大小不等的砂粒、石塊組成的稱之水石流。理解：第一節(jié)泥石流的概念及研究意義第一節(jié)泥石流的概念及研究意義2003年7月11日22時(shí)，四川省甘孜藏族自治州丹巴縣發(fā)生特大泥石流災(zāi)害，造成1人死亡，50人失蹤，另有71人被困。這是災(zāi)情最嚴(yán)重的水卡子村損毀嚴(yán)重的民房。

2005年10月8日，危地馬拉暴雨引發(fā)的泥石流5日吞噬了危地馬拉首都危地馬拉城以西180公里的兩個(gè)村落，1400多人失蹤，生還希望渺茫。第一節(jié)泥石流的概念及研究意義云南省建水縣大箐溝泥石流地質(zhì)災(zāi)害實(shí)例（一）泥石流特征大箐溝位于元江左岸，流域面積5.8km2，主溝長4.2km，泥石流沖出物主要為礦渣，泥石流堆積扇寬約300m，長180m，溝口堆積物厚度1-4m，沖出物總量近8萬m3，泥痕和訪問調(diào)查最大流量約36m3/s，泥石流持續(xù)時(shí)間20多分鐘，泥石流沖出物曾經(jīng)短暫堵斷元江（見照片1）。第一節(jié)泥石流的概念及研究意義照片1.大箐溝泥石流堆積扇（泥石流曾短暫阻斷元江）元江第一節(jié)泥石流的概念及研究意義二）成因分析1、采礦棄渣置于溝道內(nèi)為泥石流發(fā)生提供了豐富的可移動(dòng)物源。據(jù)現(xiàn)場不完全調(diào)查，大箐溝中下游兩岸谷坡布設(shè)的采礦坑不下20口，采礦礦渣沿溝傾倒，數(shù)十萬方礦渣堆積于溝道內(nèi)，為泥石流發(fā)生提供了豐富的可移動(dòng)松散固體物源（見照片2）。照片2.礦渣直接堆棄于溝道內(nèi)，為泥石流提供固體物源第一節(jié)泥石流的概念及研究意義

2、溝谷形態(tài)有利于泥石流形成。大箐溝屬中山峽谷地貌，谷坡坡度25～55°。溝谷溝床以巖質(zhì)為主，寬3～11m，主溝縱坡70～279‰，溝床穩(wěn)定，溝床堆積物以人工堆積和崩塌物質(zhì)為主；支溝溝床縱坡239～530‰，為巖質(zhì)溝床，多跌坎，是泥石流加速溝段。陡峻的地形條件為泥石流形成提供了充足的勢能。照片2礦渣直接堆棄于溝道內(nèi)，為泥石流提供固體物源

3、高強(qiáng)度降雨是災(zāi)害的直接誘發(fā)因素。5月下旬至6月上旬，建水縣境內(nèi)出現(xiàn)連續(xù)降雨天氣，導(dǎo)致溝道松散物飽水，6月9日下午大箐溝流域出現(xiàn)局地暴雨，暴雨迅速在溝道內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇韽搅?，并沖潰堆積于溝道內(nèi)的礦渣堆積體，形成泥石流災(zāi)害。第一節(jié)泥石流的概念及研究意義三）地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展的趨勢

由于目前大箐溝溝道仍有大量的松散固體物質(zhì)，在暴雨激發(fā)下仍具備發(fā)生泥石流的條件。此外，大箐溝兩岸谷坡分布有多處危巖體，受人類工程活動(dòng)的影響，危巖體穩(wěn)定性差，而部分工棚和活動(dòng)設(shè)施位于危巖體下方，直接受到威脅。因此，牛滾塘鉛鋅礦發(fā)生崩塌和泥石流災(zāi)害的隱患仍然很大。第一節(jié)泥石流的概念及研究意義第一節(jié)泥石流的概念及研究意義我國泥石流分布第一節(jié)泥石流的概念及研究意義一、形成條件泥石流的形成必須具備以下條件

（1）地形條件：具有形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。（2）地質(zhì)條件：松散固體來源和動(dòng)能、勢能在匯水區(qū)和流通區(qū)，巖土層分布廣泛、厚度大、結(jié)構(gòu)松軟、易風(fēng)化、層理發(fā)育；泥石流流域具有不良地質(zhì)構(gòu)造。（3）水文氣象條件：強(qiáng)烈的地表徑流短時(shí)間內(nèi)有強(qiáng)度較大的暴雨或冰川和積雪的強(qiáng)烈消融，或高山湖泊、水庫的突然潰決等。第二節(jié)泥石流的形成條件沉積區(qū)形成區(qū)匯水動(dòng)力區(qū)物質(zhì)供給區(qū)流通區(qū)河流第二節(jié)泥石流的形成條件（1）地形條件第二節(jié)泥石流的形成條件二、泥石流形成機(jī)制即特定的地表水流在其流域內(nèi)與各種松散土石固體物質(zhì)互相作用，并形成固液兩相流體，在一定的溝槽河谷中運(yùn)動(dòng)，并最終堆積的全部的過程以及各個(gè)階段中內(nèi)外力的作用方式。要討論的內(nèi)容：形成、發(fā)展以及消亡的全部過程以及力的作用方式。第二節(jié)泥石流的形成條件泥石流的形成機(jī)制1、根據(jù)侵蝕、搬運(yùn)、滑移過程，提出了侵蝕—搬運(yùn)型泥石流形成機(jī)制；侵蝕滑移型泥石流形成機(jī)制；滑移(滑坡)型泥石流形成機(jī)制；2、根據(jù)“膨脹現(xiàn)象”及“躍移現(xiàn)象”論證了河床型高濃度水流(即稀性紊流型泥石流)的形成運(yùn)動(dòng)機(jī)制；滑坡型泥石流形成機(jī)制；從斜坡穩(wěn)定分析觀點(diǎn)和顆粒流理論論證泥石流形成機(jī)制。第三節(jié)泥石流的特征及分類一、泥石流地質(zhì)地貌特征（例舉：）形成區(qū)及類別：山區(qū)－粘滯的(結(jié)構(gòu))匯水區(qū)特征：具有粘土質(zhì)巖石和以蒙脫石為代表的粘土，此外還有能造成巨大山麓堆積和堅(jiān)硬的石灰?guī)r、片巖及火成巖等不易破碎的巖塊。重度：1.9－1.6組成：粘土組分不大于固體部分的25～30%；其余的為砂、小碎石、礫石、巨礫，水是泥流組成的部分之一。泥石流保持著直線運(yùn)動(dòng)的方向作整體運(yùn)動(dòng)，在靜止時(shí)固結(jié)，各組成部分不分散。破壞：位于山洪泥流經(jīng)道路上的建筑物及在石流橫向上的防護(hù)物受破壞，具有直進(jìn)性和脈動(dòng)性。第三節(jié)泥石流的特征及分類二、泥石流的流態(tài)特征(例舉模式)

泥石流流態(tài)的土力學(xué)理論根據(jù)是庫侖粘滯模式，約翰遜(1970)提出的此種模式用剪應(yīng)力和剪應(yīng)變率關(guān)系方程及圖σs=c+σntanφ+μbεs

式中的粘聚力c和內(nèi)摩擦力σntanφ可用屈服強(qiáng)度K代替，而呈準(zhǔn)賓漢塑性模式：σs

=K+μbεs賓漢塑流體的σs和εs

之間呈線性關(guān)系。泥石流運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生必須克服初始屈服強(qiáng)度；μb

、εs值不能低于抗剪強(qiáng)度初始值而為零第三節(jié)泥石流的特征及分類三、泥石流體的結(jié)構(gòu)特征：其流體內(nèi)粒狀土石(其最大石塊直徑為最小顆粒直徑的1010倍)與水體的結(jié)合形式。石塊在漿體中有懸浮、支撐和沉底三種狀態(tài)沖擊力大，危害嚴(yán)重第三節(jié)互泥石祝流的特變征及分漁類四田泥石胞流發(fā)嚇生的土?xí)r間混規(guī)律(1)季節(jié)漫性：戰(zhàn)我國寧泥石口流的巡壽暴發(fā)百主要截是受域連續(xù)踩降雨抖、暴滾雨，平尤其概是特朝大暴煌雨集皺中降嶄雨的廈激發(fā)完。因瓜此，皮泥石候流發(fā)酸生的匠時(shí)間磁規(guī)律痰是與陰集中著降雨談時(shí)間模規(guī)律據(jù)相一華致，側(cè)具有把明顯必的季誘節(jié)性百。一贈(zèng)般發(fā)法生在展多雨早的夏蜓秋季籌節(jié)(2楚)周期伴性能：泥尾石流陷的發(fā)蝦生受伏暴雨半、洪厚水、侍地震頑的影肌響，竊而暴去雨、烘洪水錄、地閑震總螺是周昂期性劍地出認(rèn)現(xiàn)。思因此薯，泥掃石流留的發(fā)反生和肯發(fā)展級(jí)也具蝕有一善定的扛周期靜性，還且其楊活動(dòng)養(yǎng)周期獨(dú)與暴嘴雨、達(dá)洪水婦、地慰震的佳活動(dòng)擱周期地大體已相一冰致。糖當(dāng)暴守雨、壯洪水乘兩者香的活已動(dòng)周爐期相件疊加也時(shí)，示常常敲形成失泥石擊流活鎖動(dòng)的悟一個(gè)平高潮(3)泥石流曲的發(fā)生喝，一般治是在一略次降雨蹈的高峰瓦期，或省是在連熊續(xù)降雨孔稍后。第三節(jié)義泥石必流的特謎征及分暫類四、泥識(shí)石流的號(hào)分類泥石流敞分類是戰(zhàn)泥石流繪基本理展論問題或之一，便它應(yīng)壯該反映聾出泥石杏流形成咬機(jī)制和嘗各類泥搜石流躲之間的拒關(guān)系、旅泥石流酬形成運(yùn)讓動(dòng)過程吩、影響洞因素以再及其激慚發(fā)活動(dòng)素的有關(guān)啄力的作吃用模式府等。從物質(zhì)舟成分：杜水石質(zhì)絲式、泥石酒質(zhì)及泥蹤蝶質(zhì)。從水麻體補(bǔ)兼給方蕩式：盞雨水爐型、收冰川沾型兩琴類暴發(fā)起綱因：融蒙雪型泥岔流、潰神決型泥水石流、芽地震型且泥石師流及火玩山型泥余石流受力性急質(zhì)：土上力型（澡滑坡型孟和崩塌乒型兩種乓）；水嘆力型（椅坡面侵嘆蝕型及派河床侵勿蝕型）第四撫節(jié)額泥石釋流的違防治泥石流雕的防治稍原則針對(duì)其扛形成條語件及形掛成機(jī)制控以及不底同性質(zhì)雖的泥堪石流類剛型分別參對(duì)待。盡可梯能保趟持水辯土不朋產(chǎn)生類流失御，上眾游溝鑒谷兩俱岸烏的斜陽坡予炕以穩(wěn)競定；畢保中游富以攔頁擋為售主，藝同時(shí)關(guān)減緩削溝床棋縱坡鉤；擋下游以已疏導(dǎo)為雁主，盡疼可能減欣少淤積鄰。導(dǎo)第四節(jié)域泥石炒流的防踏治工農(nóng)業(yè)殲基本建工設(shè)，以挎避開為紫宜。盡羞可能鬧做到合夸理布局趣，以少斯受泥石派流龍頭申直接訴威脅為示宜，米交通夕線路的掀通過方宇案:扇前畢避繞劍，扇慚后避遙繞耕及扇信身通轎過幾般種可枕能性隆加以墓比較卸，選遼擇較照優(yōu)方窮案。丹不攪論采噴取何忙種工慕程措今施，潮事先建應(yīng)對(duì)喜泥石頁流流辰速、舅流量于以及姨予計(jì)負(fù)攔擋基導(dǎo)流笛建筑閉的是尺寸兔予以鑄充分葉調(diào)查例與計(jì)攀算，墊計(jì)算閣必須硬選用尸或建裂立適腿當(dāng)?shù)臏I公式縱。第四改節(jié)協(xié)泥石橋流的魚防治安寧河增斷裂帶雄上的泥捕石流地武區(qū)鐵路仇選線1、預(yù)防在上鈴游匯咱水區(qū)巴，作喜好水傘土保紗持工贈(zèng)作，晨如植州樹造拆林，側(cè)種植討草皮劣等；鄉(xiāng)豐調(diào)整離地表答徑流樓，橫過穿斜偶坡修燙建導(dǎo)曠流堤煩，筑倉排水稀溝系聰，使伯水不陶沿坡牛度較壘大處朽流動(dòng)斷，以途降低簡流速滔；加造固岸老坡，逗以防草巖土兆沖刷怎和崩見塌，餓盡力艙減少糊固體小物質(zhì)農(nóng)來源蘋。導(dǎo)流堤泥石流萍立體格融欄壩2、攔截在中游逝流通區(qū)貢，設(shè)置債一系列貼攔截構(gòu)音筑物，季如攔截龍壩、攔戲柵、溢義流壩等繩。以阻構(gòu)擋泥石桑流中夾勝帶的物耳質(zhì)。用挽改變溝森床坡降詢低流速基的方法匠，防止硬溝床下員切，如進(jìn)修建不蛙太高的音擋墻，纏筑半截姥堰堤等到。3、排擁導(dǎo)在泥燃石流斥下設(shè)呼置排獻(xiàn)導(dǎo)措凝施使益泥石群流順些利排創(chuàng)除。聞例如比修排傷