13519.礫石土級配特征對坡面泥石流啟動的臨界雨量影響研究

1、中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文巫石級配鱉筵躚坡面濕互流啟動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)，通過對中國18個大型泥石流災(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；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配特征，比較不同區(qū)域泥石流源區(qū)礫石土級配特征的共性及差異，建立分維值數(shù)據(jù)庫；基于泥石流源區(qū)礫石土的分維值特征，通過直剪試驗(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，占一重分形總數(shù)的8075％。(2)對直剪試驗(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