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1、-泥石流专题五 1应用分析斜坡地质灾害的最后一讲-泥石流1.洪流滚滚，势不可挡2.携沙带石的泥石流，类似于混凝土搅拌机，所到之处，几乎没有生物能躲过这种浩劫（细菌等除外）3.更可怕的是-4.现在，让人感觉难受的有寒流5.就没有好点的“流”？-大气中的暖流寒流，海洋中的暖流和寒流。-乞拉朋齐，主要是大气运动引起洋流，四大渔场，风动、水动，心动2应用分析v滑坡、崩塌与泥石流的关系 v 泥石流与滑坡、崩塌的关系也十分密切，只不过泥石流的暴发多了一项必不可少的水源条件。v 崩塌和滑坡的物质经常是泥石流的重要固体物质来源。3应用分析 滑坡、崩塌还常常在运动过程中直接转滑坡、崩塌还常常在运动过程中直接转化
2、为泥石流，或者滑坡、崩塌发生一段时间后，化为泥石流，或者滑坡、崩塌发生一段时间后，其堆积物在一定的水源条件下生成泥石流。其堆积物在一定的水源条件下生成泥石流。 即泥石流是滑坡和崩塌的即泥石流是滑坡和崩塌的次生灾害次生灾害。 泥石流与滑坡、崩塌有着许多相同的促发因素。泥石流与滑坡、崩塌有着许多相同的促发因素。4应用分析泥石流泥石流是山区介于沙水流和滑坡之间的是山区介于沙水流和滑坡之间的泥沙、石块、水、气混合在一起泥沙、石块、水、气混合在一起 流动的流动的特殊洪流特殊洪流。 具有突发性、流速具有突发性、流速快快、流量大、物质、流量大、物质 容量大和破坏力强的特点。容量大和破坏力强的特点。5应用分析
3、泥石流示意图 6应用分析*145-7泥石流一、性质二、形成条件 三、运动机理和分类四、道路位置选择 五、防治措施 7应用分析一、性质-与携沙水流和滑坡区分v1.有一定的抗剪强度（与携沙水流区分）v2.有水体的流动性，从润滑面向上有一层流速逐渐增加的梯度层（对照河流，中心速度快）-滑坡体与滑床有破裂面。8应用分析*145-9二、泥石流形成条件 三要素，中学说明文学过中学说明文学过必备条件必备条件足够的突发性水源足够的突发性水源丰富的松散固体物质丰富的松散固体物质陡峻的地形陡峻的地形9应用分析*145-10松散固体物质（地质条件）松散固体物质（地质条件）在在形形成成区区内内有有大大量量易易于于被被
4、水水流流侵侵蚀蚀冲冲刷刷的的疏疏松松土土石石堆堆积积物物，是是泥泥石石流流形形成成的的最最重重要要的的条条件件。10应用分析*145-11地形条件地形条件典典型型的的泥泥石石流流流流域域可可划划分分为为形形成成区区、流流通通区区和和沉沉积积区区三三个个区区段。段。-形状就像一颗大树。形状就像一颗大树。11应用分析*145-12该该区区多多为为三三面面环环山山、一一面面出出口口的的半半圆圆形形宽宽阔阔地地段段，周周围围山山坡坡陡陡峻峻，沟沟谷谷纵纵坡坡降降可可达达3030以以上上。斜斜坡坡常常被被冲冲沟沟切切割割，且且崩崩塌塌、滑滑坡坡发发育育；坡坡体体光光秃秃，无无植植被被覆覆盖盖，这这样样的
5、的地地形形，有有利利于于汇汇集集周周围围山山坡坡上上的的水流的固体物质。水流的固体物质。形成区形成区12应用分析*145-13该该区区多多为为狭狭窄窄而而深深切切的的峡峡谷谷或或冲冲沟沟，谷谷壁壁陡陡峻峻而而纵纵坡坡降降较较大大，常常出出现现陡陡坎坎和和跌跌水水，泥泥石石流流进进入入本本区区后后极极具具冲冲刷刷能能力力。流流通通区区形形似似颈颈状状或或喇喇叭叭状状。非非典典型型的的泥泥石石流流沟沟，可可能能没没有有明明显显的的流流通通区区。-像像一一个个人人的的半半身像，有的人太胖，没脖子。身像，有的人太胖，没脖子。流通区流通区13应用分析*145-14一一般般位位于于山山口口外外或或山山间间
6、盆盆地地的的边边缘缘，地地形形较较平平缓缓。泥泥石石流流至至此此速速度度急急剧剧变变小小，最最终终堆堆积积下下来来，形形成成扇扇形形、锥锥状状堆堆积积体体，有有的的堆堆积积区区还还直接为河漫滩或直接为河漫滩或阶地阶地。沉积区沉积区14应用分析*145-15水源条件水源条件泥泥石石流流形形成成必必须须有有强强烈烈的的地地表表径径流流，地地表表径流是暴发泥石流的动力条件。径流是暴发泥石流的动力条件。人为因素人人类类工工程程活活动动的的不不当当可可促促进进泥泥石石流流的的发发生生、发展、复活或加重其危害程度。发展、复活或加重其危害程度。15应用分析*145-16三、运动机理和分类16应用分析运动机理
7、和径流特征v泥石流是介于液体和固体之间的非均质流体，运动状态介于水流的紊流状态和滑坡的块体状态之间。比如，塑性泥石流可以认为是具有一定流动性的饱和的土体颗粒组成的滑坡。17应用分析v1径流特征v1）流态特征v稀性泥石流-流体密度低，黏度小，浮托力弱，石块呈翻滚、跃依状运动，流向不固定，容易改道漫流v黏性泥石流-流体密度大，黏度大，浮托力强，等速整体运动，石块呈悬浮状态会滚动状态移动，流路集中，堆积物无分选性。18应用分析v2）流速v泥石流消耗较多的固体物质，本身消耗动能大，流速小于洪水流速。v稀性泥石流-流经沟槽一般粗糙度大，流速偏小v黏性泥石流-含黏土颗粒多，整体性强，惯性作用大，流速相对较
8、大。19应用分析v3）泥石流的直进性（粘稠度大，惯性大）和爬高性（颗粒粗大，冲击力就越强，遇到障碍物时，冲击爬高，摧毁障碍物或截弯取直。v4）泥石流漫流改道v5）周期性随暴雨和地震的发生而发生。20应用分析21应用分析22应用分析23应用分析24应用分析25应用分析26应用分析v泥石流分类27应用分析泥石流泥石流水石流水石流泥流泥流按按所所含含固固体体物物质质成成分分分为：分为：28应用分析v按流域的形态特征区分v河谷型：形成区和堆积区相隔较远，沉积物棱角不明显。v山坡型：冲击力大，规模小。29应用分析坡面型泥石流示意图 30应用分析坡面型泥石流坡面型泥石流31应用分析沟谷型泥石流示意图 32
9、应用分析沟谷型泥石流沟谷型泥石流33应用分析 2.2.泥石流按其物质状态可分为两类：泥石流按其物质状态可分为两类： 粘性泥石流粘性泥石流 含大量含大量粘性土粘性土的泥石流或泥流。其特征是：粘性大，固体物质的泥石流或泥流。其特征是：粘性大，固体物质占占40-6040-60，最高达，最高达8080。其中的水不是搬运介质，而是组成物质，。其中的水不是搬运介质，而是组成物质，稠度大，石块呈悬浮状态，暴发突然，持续时间亦短，破坏力大。稠度大，石块呈悬浮状态，暴发突然，持续时间亦短，破坏力大。 稀性泥石流稀性泥石流： 以以水水为主要成分，粘性土含量少，固体物质占为主要成分，粘性土含量少，固体物质占10-4
10、010-40. .有很大分有很大分散性。水为搬运介质，石块以滚动或跃移方式前进，具有强烈的散性。水为搬运介质，石块以滚动或跃移方式前进，具有强烈的下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流，停积后似下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流，停积后似“石海石海”。 34应用分析 泥石流分布特点泥石流分布特点 1.1.多分布在地质构造复杂、新构造运动强烈、多分布在地质构造复杂、新构造运动强烈、地震活动频繁、岩石破碎、植被稀少的山区地震活动频繁、岩石破碎、植被稀少的山区 松散物质。松散物质。 2.2.多分布在温带和半干旱山区，特别是干湿季多分布在温带和半干旱山区，特别是干湿季节分明、降水集中的山区节分明、降水
11、集中的山区物质和水源条件。物质和水源条件。35应用分析泥石流救灾场面泥石流救灾场面凄厉悲痛的场面催人泪下凄厉悲痛的场面催人泪下36应用分析为为什什么么低低频频率率泥泥石石流流造造成成的的损损失严重？失严重？ 人们对这种泥石流警惕性不高，往往把它发育的沟谷作为一般洪水沟看待，因而在沟谷堆积扇上建大人们对这种泥石流警惕性不高，往往把它发育的沟谷作为一般洪水沟看待，因而在沟谷堆积扇上建大量量的的房房屋屋及及其其他他设设施施；为为了了获获得得更更多多的的土土地地，甚甚至至将将沟沟槽槽压压缩缩，靠靠紧紧沟沟边边进进行行建建设设。这这样样沟沟口口堆堆积积扇扇上上就就集集中了大量的人口和财富，一旦大规模的泥
12、石流发生，就会造中了大量的人口和财富，一旦大规模的泥石流发生，就会造成巨大的损失成巨大的损失。 37应用分析泥泥 石石 流流 发发生生时时，不不要要沿沿泥泥石石流流沟沟跑跑，应应向向沟沟岸岸两两侧侧山坡跑山坡跑. . 38应用分析v比如，甘肃舟曲泥石流平均速度10m/s。v你的速度呢？39应用分析1、泥石流沟谷下游洪水突然断流、泥石流沟谷下游洪水突然断流 上游行洪区次级滑坡在洪水冲刷、淘蚀下发生滑动，并上游行洪区次级滑坡在洪水冲刷、淘蚀下发生滑动，并堵沟断流，这是溃决型泥石流即将发生的前兆。在泥石流堵沟断流，这是溃决型泥石流即将发生的前兆。在泥石流区设置观测点，发现上游形成泥石流后，及时向下游
13、发出区设置观测点，发现上游形成泥石流后，及时向下游发出预警信号。预警信号。v暴雨期间沟谷堵塞时，随意去疏通是非常危险的。暴雨期间沟谷堵塞时，随意去疏通是非常危险的。40应用分析*145-41四、泥石流地区道路位置选择及防治措施一一般般来来说说，道道路路工工程程通通过过泥泥石石流流区区，应应遵遵循循以以下下原原则则：1绕绕避避处处于于发发育育旺旺盛盛期期的的特特大大型型、大大型型泥泥石石流流或泥石流群，以及淤积严重的泥石流沟；或泥石流群，以及淤积严重的泥石流沟；2远离泥石流堵河严重地段的河岸；远离泥石流堵河严重地段的河岸；3线路高程应考虑泥石流线路高程应考虑泥石流发展发展趋势；趋势；4峡谷河段以
14、峡谷河段以高桥大跨高桥大跨通过；通过；41应用分析*145-425宽宽谷谷河河段段，线线路路位位置置及及高高程程应应根根据据主主河床与泥石流沟淤积率、主河摆动趋势确定；河床与泥石流沟淤积率、主河摆动趋势确定；6线线路路跨跨越越泥泥石石流流沟沟时时，应应避避开开河河床床纵纵坡坡由由陡陡变变缓缓和和平平面面上上急急弯弯部部位位；不不宜宜压压缩缩沟沟床床断断面面，改改沟沟并并桥桥或或沟沟中中设设墩墩；桥桥下下应应留留足足净空；净空；7严禁在泥石流扇上挖沟设桥或作路堑。严禁在泥石流扇上挖沟设桥或作路堑。42应用分析*145-43道路通过泥石流地区的具体位置，通常有五种方案可供比选：铁路通过泥石流区的方
15、案43应用分析*145-44五、泥石流的防治措施44应用分析措施措施工程工程工程项目工程项目防治作用防治作用工工程程措措施施治治水水工工程程蓄水工程蓄水工程引水工程引水工程截水工程截水工程控制冰雪融化工程控制冰雪融化工程调蓄洪水，避免或减缓洪峰；调蓄洪水，避免或减缓洪峰；引、排洪水，减缓、控制、泄洪量；引、排洪水，减缓、控制、泄洪量；拦截上方滑坡或水土流失地段径流；拦截上方滑坡或水土流失地段径流；人为促使冰雪提前融化，控制避免大量冰雪提前融化，加固或预先人为促使冰雪提前融化，控制避免大量冰雪提前融化，加固或预先铲除冰碛堤铲除冰碛堤治治泥泥工工程程拦坝、谷坊工程拦坝、谷坊工程挡墙工程挡墙工程护坡
16、、护岸工程护坡、护岸工程削坡工程削坡工程潜坝工程潜坝工程拦蓄泥沙、稳固滑坡、节节拦蓄、减缓沟底坡度；拦蓄泥沙、稳固滑坡、节节拦蓄、减缓沟底坡度；稳固滑坡、崩塌体，拦蓄泥沙；稳固滑坡、崩塌体，拦蓄泥沙；加固边坡、岸坡，增强坡体抗滑抗流能力；加固边坡、岸坡，增强坡体抗滑抗流能力； 降低坡角，削弱泥石流侵蚀力；降低坡角，削弱泥石流侵蚀力；稳固沟床，防止泥石流下切稳固沟床，防止泥石流下切排排导导工工程程导流堤工程导流堤工程顺水坝工程顺水坝工程排导沟工程排导沟工程导槽工程导槽工程明硐工程明硐工程改沟工程改沟工程排导泥石流，防止泥石流冲淤；排导泥石流，防止泥石流冲淤；调整导流向，排泄泥石流；调整导流向，排
17、泄泥石流；排泄泥石流，防止泥石流漫溢；排泄泥石流，防止泥石流漫溢；在道路上方或下方筑槽排泄泥石流；在道路上方或下方筑槽排泄泥石流； 以明硐形式排泄泥石流；以明硐形式排泄泥石流； 将泥石流沟口改至相邻沟道将泥石流沟口改至相邻沟道拦蓄工拦蓄工程程蓄淤场工程蓄淤场工程拦泥库工程拦泥库工程利用开阔低洼地，蓄积泥石流；利用开阔低洼地，蓄积泥石流； 利用平坦谷地，蓄积泥石流利用平坦谷地，蓄积泥石流农田工农田工程程水田改旱地工程水田改旱地工程渠道防渗工程渠道防渗工程坡地改梯田工程坡地改梯田工程田间排水、截水工程夯实地田间排水、截水工程夯实地面裂缝、田边筑埂工程面裂缝、田边筑埂工程减少水渗透量，防止山体滑坡；
18、减少水渗透量，防止山体滑坡；防止渠水渗漏，稳定边坡；防止渠水渗漏，稳定边坡； 防止坡面侵蚀和水土流失；防止坡面侵蚀和水土流失； 排导坡面径流，防止侵蚀；排导坡面径流，防止侵蚀； 防止水下渗，拦截泥沙，稳定边坡防止水下渗，拦截泥沙，稳定边坡45应用分析措施措施工程工程工程项目工程项目防治作用防治作用生生物物措措施施林林业业工工程程水源涵养林水源涵养林水土保持林水土保持林护床防冲林护床防冲林护堤固滩林护堤固滩林改良土壤，削减径流；改良土壤，削减径流；保水保土，减少水土流失；保水保土，减少水土流失；保护沟床，防止冲刷、下切；保护沟床，防止冲刷、下切； 加固河堤，保护滩地，防风固沙加固河堤，保护滩地，
19、防风固沙农农业业工工程程梯田耕作梯田耕作立体种植立体种植免耕种植免耕种植选择作物选择作物水土保持，减少水土流失；水土保持，减少水土流失； 扩大植被覆盖率，截持降雨，减少地表径流；扩大植被覆盖率，截持降雨，减少地表径流； 促使雨水快速渗透，减少土壤侵蚀；促使雨水快速渗透，减少土壤侵蚀； 选择保水保土作物，减少水土流失选择保水保土作物，减少水土流失牧牧业业工工程程适度放牧圈养适度放牧圈养分区轮牧分区轮牧改良牧草改良牧草选择保水保土选择保水保土牧草牧草保持牧草覆盖率，减少水土流失；保持牧草覆盖率，减少水土流失； 护养草场，减轻水土流失；护养草场，减轻水土流失；防止草场退化和水土保持能力降低；防止草场
20、退化和水土保持能力降低；提高产草率，增加植被覆盖面积，减轻水土流提高产草率，增加植被覆盖面积，减轻水土流失；失；提高保水保土能力，削减土壤侵蚀提高保水保土能力，削减土壤侵蚀 泥石流防治措施泥石流防治措施46应用分析（四）工程措施（四）工程措施v通过在泥石流沟域兴建不同结构形式的工程通过在泥石流沟域兴建不同结构形式的工程建筑物，对形成泥石流的水源进行调节和分建筑物，对形成泥石流的水源进行调节和分流，对形成泥石流的固体物源（滑坡、崩塌、流，对形成泥石流的固体物源（滑坡、崩塌、剥落、水土流失等地带）进行稳固，对泥石剥落、水土流失等地带）进行稳固，对泥石流在沟道中的运动进行控制和消能流在沟道中的运动进
21、行控制和消能。47应用分析1、蓄引水工程蓄引水工程v在泥石流形成区依照地形地质条件修建一系在泥石流形成区依照地形地质条件修建一系列的塘、池、坑、中小型水库蓄集地表径流，列的塘、池、坑、中小型水库蓄集地表径流，减少沟道减少沟道洪水洪水流量。流量。2、固坡工程固坡工程v在泥石流沟域松散固体物质分布区，如滑坡、在泥石流沟域松散固体物质分布区，如滑坡、崩塌分布密集的沟谷段，修建梯级谷坊工程，崩塌分布密集的沟谷段，修建梯级谷坊工程，利用利用系列坝系列坝逐级回淤稳固滑坡脚逐级回淤稳固滑坡脚. .同时调节沟同时调节沟道纵比降以削减泥石流能量。道纵比降以削减泥石流能量。48应用分析3、拦挡工程、拦挡工程v在泥
22、石流流经的沟道上，利用峡谷、窄口等在泥石流流经的沟道上，利用峡谷、窄口等形成的具有一定库容的地形修建形成的具有一定库容的地形修建拦砂坝拦砂坝.拦拦截泥石流携带的固体物质，过滤大颗粒物质，截泥石流携带的固体物质，过滤大颗粒物质，以减少泥石流对下游防护工程的以减少泥石流对下游防护工程的撞击、磨蚀撞击、磨蚀，增加下游工程的安全度。增加下游工程的安全度。49应用分析*145-50格栅坝（一）工程主要用于上游形成区的后缘，主要建筑物是各种形式的坝。它的作用主要是拦泥滞流和护床固坡。谷坊群50应用分析v北京密云拦挡坝51应用分析v四川盐井沟52应用分析v格栅坝 台湾53应用分析54应用分析55应用分析石石
23、笼笼网网56应用分析4、停淤工程停淤工程v在泥石流出山口冲积扇等地形较宽缓处，可在泥石流出山口冲积扇等地形较宽缓处，可修建停淤场用于调节泥石流流量，不能用作修建停淤场用于调节泥石流流量，不能用作永久拦砂场。必须适时永久拦砂场。必须适时清淤清淤，以确保有足够，以确保有足够的调节库容。的调节库容。5、排导工程排导工程v在泥石流通过城市等重要保护目标区河道段，在泥石流通过城市等重要保护目标区河道段，加高加固两岸河道，减小河道弯度，疏掏拓加高加固两岸河道，减小河道弯度，疏掏拓宽河道，设置宽河道，设置潜坝潜坝防止河床下切等防止河床下切等. .以利于以利于泥石流安全通过，输入到下游河道中。还有泥石流安全通过，输入到下游河道中。还有导流堤。导流堤。57应用分析补充一下土力学试验内容v1.轻便固结仪是一个杠杆，1:20，所以10.2kg的砝码加上去，在土样50cm2面积上产生的压力（即压强）为20*20=400kpa。vds的计算水水土土瓶瓶水水 瓶瓶土土前面的水是满瓶水，后面的水是被土挤占了部分空间的水前面的水是满瓶水，后面的水是被土挤占了部分空间的水58应用分析v通常孔隙比大，压缩系数就大，但对于具结构强度的土例外 v一般情况下，孔隙比的常见值在0.51.0之间，粘土孔隙比有时可大于1，而某些深海沉积的粘土孔隙比可超过5.0v土力学p123 59应用分析
