强震区震后泥石流物源起动机制研究现状

汶川特大地震对震区山体结构的破坏导致震后泥石流物源激增,次生泥石流灾害频发。为进一步探究震后泥石流物源起动机制,通过资料收集与分析的方法,概述了强震区震后泥石流物源起动机制研究现状,从野外调查、物理模拟试验、数值模拟分析三个方面总结了目前震后泥石流物源起动机制研究的主要进展及理论成果,在此基础上,提出针对震后泥石流物源起动机制进一步研究的建议:模型试验应加强降雨过程、降雨类型等相似律的研究;数值模拟分析计算模型应注重考虑侵蚀和挟带影响,同时加强区域大尺度复杂地形泥石流起动的模拟分析;此外,应重视地质环境脆弱山区高位物源成灾机理研究。     

滑坡转化为泥石流机理研究综述

对国内外有关滑坡转化为泥石流的机理的研究做了全面的综述,重点介绍了国外最新的研究成果,阐明了今后研究的方向.滑坡转化为泥石流机理的研究,处于滑坡动力学与泥石流形成学的交叉点,既是学科的边缘问题,也是学科的前沿问题.滑坡转化为泥石流的过程是一个和土体液化密切相关的流态化过程,是土体和水体强烈相互作用的结果.滑坡直接转化为泥石流的机理的两个核心问题是超静孔压的产生和超静孔压的保持.Iverson对这一问题的研究直接促进了滑坡流态化理论的发展,并形成了最新的泥石流运动模型--库伦混合流理论,是对传统的基于流变关系的泥石流模型的重大突破.土体中粘性颗粒对滑坡直接转化为泥石流过程的影响,需要进一步进行研究.滑坡转化为沟谷泥石流是一个更为复杂的过程,是今后研究的重点.     

基于历史观测数据的泥石流突变起动模式研究——以陇南山区白龙江流域为例

泥石流的起动过程是泥石流发展成灾的首要和关键环节。以陇南山区白龙江流域多场泥石流原型观测历史数据为依托,基于突变理论,首次将液固比S_r、沟床坡度α和细粒含量C作为泥石流起动的控制参量,建立了细粒含量与泥石流起动之间的量化关系。研究结果表明:坡度一定时,细粒含量对泥石流的起动模式起到决定性作用。就陇南山区白龙江流域而言:小于1 mm细颗粒含量15%以下时,泥石流常以突然起动模式为主,细颗粒含量15%～30%之间时,多以渐变模式起动,而细颗粒含量30%以上时,逐渐表现为缓慢起动的特点。可通过改变其主要的运动控制参量,一定程度上预防并控制其发生发展方向。研究结果对进一步拓展突变理论应用范围、丰富泥石流起动非线性理论体系及野外泥石流预测预报与防治等具有重要的科学意义和实践指导价值。     

天山阿拉沟泥石流运动机理分析

本文论述了天山阿拉沟地区泥石流运动的时空分布规律，分析了泥石流形成的沟谷环境特征，讨论了降雨对泥石流起动的激发作用。探讨了泥石流的运动机理，推导了泥石流起动的地表临界倾角范围，并从泥石流运动的物理机制上探讨了泥石流悬浮质的运动规律以及推移质的挟沙力关系。在此基础上，从力学的角度深入讨论了泥石流的运动速度及运动阻力，对其物理性态进行了机理性模拟，为泥石流的预测与防治提供科学的理论基础     

基于人工降雨实验的坡面泥石流启动力学计算

运用条分法对人工降雨试验后坡面启动的泥石流土体进行了稳定性验算,得到的安全系数大于1,不符合坡面泥石流启动时所处的实际力学状态。通过能量守恒原理和动量定理对土体的内摩擦系数以及影响泥石流启动的渗透力建立了新的计算方法,并计算了坡体稳定系数,更好地反映了坡面泥石流在降雨作用下所处的实际力学状态,为坡面泥石流的稳定性评价和预测预报提供了可以借鉴的方法。     

降雨强度对泥石流起动影响的模型试验研究

利用自制小比例模型槽,采用可控降雨强度降雨模拟器,进行了人工降雨诱发泥石流的室内模型试验,研究降雨强度对泥石流起动的影响,并确定泥石流起动的临界降雨强度。基于临界降雨强度下泥石流的起动过程,对孔隙水压力和坡体内部含水率的变化规律进行了研究,并与现场试验进行了对比。运用Geodog软件对泥石流形成前坡体的位移场进行了分析,研究坡体破坏规律。研究结果表明,泥石流起动的临界降雨强度范围为43~50 mm/h。泥石流发生前存在一个孔隙水压力增加的过程,在泥石流形成后,孔隙水压力急剧下降。降雨强度影响雨水在坡体内部的渗透,是泥石流起动的主要原因。泥石流起动与坡体含水率和饱和度的变化有关,当坡体饱和度超过80%时,产生整体滑动破坏,并迅速转化为泥石流。     

川藏公路波密段九绒沟泥石流形成机制研究

川藏公路波密段沿着帕隆藏布展布。帕隆藏布流域是我国海洋性冰川集中分布的地区,也是泥石流等地质灾害的强活动区。因流域内冰川分布范围不一,泥石流发生受气温的影响程度存在较大差异。帕隆藏布下游无冰川流域内的泥石流与气温无关,如帕隆藏布下游的加玛其美沟泥石流,但中游以上的泥石流却与气温有关。该文以帕隆藏布中上游九绒沟2014-2015年内的4次泥石流为例,详细分析了泥石流暴发前的降雨过程,并对降雨和气温在泥石流起动中的作用机制进行了分析。研究发现,3次泥石流仅由暴雨激发,其作用机制与常规暴雨泥石流类似,即由降雨径流侵蚀地表物质产流,为"低温+暴雨"模式;而2014年8月18日泥石流与迅速升高的气温关系密切,为"高温+降雨"模式,其作用机制在于气温升高导致土体内部冰颗粒快速消融从而放大土体活性,降雨径流侵蚀湿润的活动性土体而迅速产生泥石流。二者的差异在于高温迅速放大了冰碛物的活性,增加了表层土体的含水量,从而降低了泥石流产生所需要的降雨阈值。     

泥石流监测预警研究现状综述

在泥石流灾害频发的今天,开展泥石流监测预警是一种行之有效的预防手段。从泥石流监测内容研究(固体物源、水源条件和泥石流运动特征等)、泥石流预警临界雨量、监测预警技术方法、手段等方面对泥石流监测预警的国内外研究现状进行了回顾和总结,并对现阶段泥石流等地质灾害监测预警成功率较低所存在的问题进行了分析,进而提出建议和未来监测预警的发展趋势。     

泥石流早期识别与监测预警研究进展探讨

近年来,受极端地震和极端天气的影响,泥石流灾害日益加剧,山区城镇泥石流风险问题逐渐引起大众的关注。泥石流的早期识别和监测预警作为防灾减灾的有效途径之一,已在山区城镇及重大工程建设区发挥重要的减灾作用。分析总结泥石流早期识别与监测预警技术方法和理论的目的在于掌握其发展现状与问题,进一步为山区城镇泥石流灾害防灾减灾提供有效应急对策。同时指出改进当前存在问题可为后期发展提供参考依据。本文通过文献综述法在阅读大量文献基础上,从技术与设备、预警理论与模型和监测预警体系3个方面对泥石流早期识别和监测预警研究进行回顾与评述,并针对其不足提出了加强深度学习在泥石流早期识别中运用,注重构建地面因素与天上因素耦合的泥石流预警模型,完善泥石流灾害应急系统的初步看法。     

统一模型下粘性土和砂性土液化特性数值研究

考虑到土体介质材料经历弹性卸载后即进入超固结状态,而其反过来又能影响土体的力学与抗液化特性,通过考虑超固结因素的影响,在统一下负荷面剑桥模型下对砂性土与粘性土的力学与抗液化特性进行了数值试验对比研究。结果表明,与粘性土相比,砂性土在加载过程中表现出更高的非线性特征与可压缩性,且在非排水加载下更容易引发屈服和液化。通过考虑土体超固结因素的影响以及不同土体条件下超固结比演化规律的差异,下负荷面剑桥模型在统一理论框架下很好的模拟出了砂性土与粘性土间力学与抗液化能力的差异。同时考虑到土体超固结状态与密实度间的关系,模型也从超固结状态的角度很好的解释了土体抗液化能力与相对密度的关系,且与液化试验实测结果取得了较高的一致性。