基塞坝漫顶溃决过程及其受组成结构的影响.pdfVIP

第43卷 第 2期 人 民 长 江 Vol+43。No．2 2012年 1月 Yangtze River Jan．， 2012 文章编号 ：1001—4179(2012)02—0030—06 堰塞坝漫顶溃决过程及其受组成结构的影响 邓 明枫 ，陈 宁 生 ，廖 世 春 ，胡 桂 胜 (1．中国科学院成都 山地灾害与环境研究所 山地灾害与地表过程重点实验室，四川 成都 610041； 2四川大 学 工程设计研究院，四川 成都 610041) 摘要 ：以四川茂县宗渠堰塞坝为原型，以几何相似比 l：100进行堰塞坝漫顶渍决模 型试验。通过模 型试验揭 示 了堰塞坝漫顶溃决的动力学过程 ，即下游坡面侵蚀、冲沟侵蚀 、陡坎稳定侵蚀 、陡坎加速侵蚀 、陡坎减速侵蚀 和常态化过程6个阶段 。通过对 比试验 ，揭示了坝体密度和级配特征对溃决速率以及渍 口形式的影响机制 ， 即坝体密度通过颗粒间剪切作用于溃决过程 ，密度更大的坝体渍决更慢 ，形成 中轴线处窄浅的 “矩形 ”溃 口； 坝体级配通过孤粒起动作用于溃决过程 ，级配更粗的坝体溃决更慢 ，形成 中轴线处宽浅的 “倒梯形”溃 口。 关 键 词 ：溃决过程 ；组成结构；密度 ；级配；堰塞坝 中图法分类号：P315．9 文献标志码 ：A 堰塞湖是在一定的地质与地貌条件下，由于火山 决过程的理解 ，增加对堰塞湖危险性评估的认识 。 喷发物 、滑坡体 、泥石流和冰川堆积物等形成的 自然堤 1 试验原型概况 坝横向阻塞河谷后 ，造成上段壅水而形成 的湖泊…。 2008年汶川大地震中形成了以唐家山堰塞湖为代表 宗渠堰塞湖位于四川省茂县宗渠沟 内，形成于 的大小堰塞湖256个 ，堰塞湖研究也逐渐成为一个 2008年汶川地震中。坝体最大坝高60m，最小坝高约 学术热点。天然形成 的堰塞坝颗粒随机分布性强，坝 30m，坝顶长 100m，宽40m，顺沟长度近 350m，体积 体疏松，溃决可能性非常大，因堰塞湖溃决引发的洪水 约 120万 m (图 1)，堰塞湖深约30m，库容25万 m 。 将对下游造成严重灾难 ，历史上曾有多个堰塞湖溃决 的实例，均造成了严重的人员财产损失 ¨ 。 堰塞坝主要有渗流和漫顶 两种破坏方式 ，且 以漫 顶溃决为主 。堰塞坝漫顶溃决是一个复杂的过程 ， 影响因素众多，包括库容 、上游来水等外部条件 ；坝高、 坝长、坝体组成等内部条件。堰塞坝漫顶溃决是水流 对土体的冲蚀过程 ，这个过程涉及到水流的作用 力与土体抗冲刷阻力 ¨。其 中，水流作用力作为外界 条件变化极大，而土体的抗冲刷阻力则涉及到坝体的 图1 宗渠堰塞坝横剖面 基本组成结构特征 ，即坝体的基本组成结构特征对 堰塞坝主要为龙头包峰崩坡积物和滑坡堆积物， 溃决过程有重要影响，通过研究这种影响将加深对溃 岩性以志留系中厚块状结晶灰岩为主，掺杂少量砂岩 收稿 日期 ：2011—08—26 基金项 目：“十一五”国家科技支撑计划项 目(2008BAB42B06) 作者简介：邓明枫，男，硕士，主要从事山地灾害与工程研究。E—mail：mingfengdeng@163．com 通讯作者：陈宁生，男，研究员，博士，主要从事山地灾害形成机理研究。E—mail：chennsh@sina．cn 第2期 邓 明枫 ，等：堰塞坝漫顶溃决过程及其受组成结构的影响 31 及千枚岩。堰塞体是 由两侧 山体崩塌后堆积形成的， 试验槽长 8m，高0．6m，底宽0．6m，顶宽 1．3m， 主要由巨块石 、块石、漂石 、碎石等组成 ，粒间以粉质黏 两岸岸坡 60。，沿槽坡降为3。(5．O％)