泥石流滑坡研究进展讲述.pptx

泥石流滑坡研究进展 组员 朱秦 赵伟 胡洪森 刘洋 胡雨豪 蒋德旺 目录 一、泥石流颗粒的标度分布 二、泥石流防治的新结构——鱼脊型水石分离结构 三、速远程滑坡—碎屑流及其新研究进展——运动过程特征的揭示 一、泥石流颗粒的标度分布 目录 1、研究背景 2、研究内容 3、应用 该标度分布是由成都山地所李泳研究员提出的一种普适性的泥石流颗粒分布曲线，其分布参数对泥石流的研究评价有着重要作用。 一、泥石流颗粒的标度分布 1、研究背景 泥石流颗粒组成揭示了泥石流堆积物的分散度，是泥石流结构的一个重要特征，也是决定泥石流堆积物工程地质性质的一个重要指标; 同时，反映了泥石流的形成机制与动力学、运动学特征。因此，对泥石流堆积物粒度构成的研究一直是泥石流研究的重要内容之一。 土力学中人们通过绘制粒径级配曲线来描述颗粒大小的分布情况，并引入一些特殊粒径和组合( 如不均匀系数Cu和曲率系数Cc等) 来反映颗粒分布的整体情况，但这些都带有强烈的经验性，不具有理论支持。 一、泥石流颗粒的标度分布 2、研究内容 图为云南蒋家沟几个不同密度的泥石流样本的颗粒分布曲线 尽管大致可以看到粗颗粒随泥石流密度的增大而增多，但不同粒径的峰值是很随机的，很难用某个简单的数学函数来进行描述。 一、泥石流颗粒的标度分布 而其累积曲线则体现了较好的一致性，可以粗略地用指数函数表示。 P( D) = Cexp( － kD) k 为一个表示颗粒性质的系数； D 为颗粒直径； P( D) 为大于粒径D 的颗粒百分比。 引入特征粒径Dc = 1 /k，并以此特征粒径为单位重新标度，则所有的累积曲线都归结到同一条指数分布曲线之上。 一、泥石流颗粒的标度分布 同时发现，特征粒径Dc与密度ρ 满足幂函数的对应关系。 说明Dc具有与密度ρ 相同的描述泥石流性质的作用，也是一个具有普适性的参数，能够从整体上反映泥石流颗粒的性质。 尽管上述分布对高密度泥石流有很好的拟合程度，但对低密度泥石流颗粒的描述却还不够准确。 一、泥石流颗粒的标度分布 考虑同时用幂函数和指数函数对颗粒粒径分布进行描述。 假定:P( D) = CD－μexp( － D/Dc) 通过对云南蒋家沟泥石流样本的分析，发现这种分布对各种密度的土颗粒都具有很高的符合程度。 幂指数μ与土体结构( 特别是孔隙度) 有关。 同时，密度ρ与幂系数μ同样满足幂函数的对应关系。是一个能反映泥石流颗粒整体性特征的指标，同样具有一定的普适性。 一、泥石流颗粒的标度分布 为了检验标度分布的普适性，考察了国内不同地区不同流域的大量泥石流( 堆积) 的土体( 泥沙)样本，发现了同样的分布形式，只是分布参数变化。表4 为2010 年舟曲特大泥石流和相关土体的标度分布参数，表5 为全国其它地区的泥石流颗粒的标度分布参数。这就证明标度分布式不但具有极高的拟合度，也有很好的普适性，能满足不同区域不同背景和不同性质的泥石流颗粒分布。 3、应用 1、不同土体的分布差异只是表现为参数μ 和Dc的不同，而这恰好说明不同的泥石流可以通过这2 个参数来进行刻画和区分。 参数μ反映土体的孔隙度，即土体的松散程度，μ值大对应于低密度泥石流，μ 值小则对应于高密度泥石流。Dc反映颗粒组成的范围，值越大，对应于颗粒变化的范围也越大，粗颗粒含量越多，泥石流密度越大，泥石流的输移能力越强。 2、样本分析发现，泥石流大都发生于μ ＜ 0． 1 的情况下，而对于高容重泥石流，μ ＜ 0． 05，所以可将0． 1作为泥石流发生的阈值。 可在对潜在泥石流区的颗粒物质进行调查分析的基础上，通过μ 与Dc两个参数对可能发生的泥石流进行预测性评价。 3、由于土颗粒大都满足区域一致的性质，则可通过对各流域颗粒的分析，进而对各流域可能发生的泥石流情况进行评估。 一、泥石流颗粒的标度分布 二、泥石流防治新结构—鱼脊型水石分离结构 由成都山地所韦方强研究员带领的研究小组研发，这是一种新型泥石流防治结构，该结构能有效解决现有水石分离结构不能持续发挥水石分离功能的问题。 鱼脊型水石分离结构模型 目录 1.设计背景2.具有水石分离功能的透水型拦挡坝分类 3.鱼脊型水石分离结构简要介绍4.结构对比 5.该结构的工程意义  二、泥石流防治新结构—鱼脊型水石分离结构 通常，泥石流固相物质的粒度分布较为广泛，并包含许多粗颗粒，甚至是巨砾。这些粗颗粒的存在，大大增强了泥石流的冲击破坏能力。因此，通过水石分离方法对粗颗粒进行调控，减少其含量，能够有效减小泥石流的规模和破坏力，降低泥石流的危害，从而达到减灾目的，目前具有水石分离功能的泥石流减灾工程主要为各种透水型拦挡坝，然而，这些结构存在一个普遍问题，即结构开口易被分离出的固体颗粒堵塞并造成淤积，从而导致结构的水石分离功能不能持续发挥，并失去减灾功能。