泥石流堆积物粒度分布特征影响因素分析及分形维数预测

泥石流堆积物粒度分布特征影响因素分析及分形维数预测董佳祺;王清;张旭东;陈剑平;单博;肖广平【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】泥石流堆积物作为泥石流发育最终的产物，含有大量与泥石流发生过程和发育特征相关的信息，能够反映泥石流灾害程度和活动强度。

研究表明，泥石流堆积物颗粒具有明显的自相似性和无标度区间，运用分形理论，计算泥石流堆积物颗粒分布的分维数。

分析分维数与主沟长度、泥砂补给段长度比、主沟平均比降、流域最大相对高差和松散物源量的关系，结果表明分维数与各因素之间存在较强的非线性响应关系。

以乌东德库区泥石流实测数据为例，以上述的5个因素作为输入单元，建立了泥石流堆积物分维数支持向量机预测模型，并对分维数进行了预测，其预测结果的最大误差为1．25％，说明预测值与实测值吻合度较高。

综合表明支持向量机预测模型能够较好地模拟和泛化数据，是一种行之有效的泥石流堆积物分形维数预测方法，可用于不具备筛析条件的泥石流堆积物粒度分布特征的预测与研究，进而可为研究泥石流的形成机理、类型、危险度和堆积物的形成演化特征及物理力学性质提供一个新思路。

%The debris flow deposition is the final product of debris flow.It contains a lot of information of transit processand development of debris flows.The research of deposition has reflected the debris flow hazard and activity intensity.Consequently,solid grains inthe debris-flow deposits display a marked self-similarity in geometrical shape and scale-invariance in size according to fractal theory.The particle fractal dimension of debris flow deposition is calculated with fractaltheory.By analyzing the relationship between fractal dimension and the length of the main channel,the ratio of loose material length along the channel to the total channel length,average gradient of the main channel,and maximum elevation difference,this paper finds the nonlinear response between fractal dimension and its influencing factors.According to fractal dimension data of debris flow in the Wudongde reservoir area, taking the aforementioned influencing factors as the input units,the support vector machine forecasting model is established.The fractal dimension of debris flow deposits is predicted.The maximum error is only 1.25%,which means the predicted values are consistent with the measured values.It is indicated that the support vector machine model has a great fitting and generalization ability.It is an effective method for prediction of debris flow deposits fractal dimension,which can also be used to deduce the distribution law of particle for debris flows without sample sieve analysis.Besides it provides a new idea for researching the following subjects:formation mechanism,type, hazard of debris flow and formation characteristic,physical and mechanical properties of debris flow deposits.【总页数】7页(P462-468)【作者】董佳祺;王清;张旭东;陈剑平;单博;肖广平【作者单位】吉林大学建设工程学院长春 130026;吉林大学建设工程学院长春130026;吉林大学建设工程学院长春 130026;吉林大学建设工程学院长春130026;东北电力设计院勘测分公司长春 130022;吉林大学建设工程学院长春130026【正文语种】中文【中图分类】TU443【相关文献】1.泥石流固体堆积物粒度分布特征研究 [J], 徐新川;陈剑平;单博2.泥石流堆积物的粒度特征及分形结构：以金沙江上游干热河谷区瓦卡泥石流沟为例 [J], 陈剑;陈松;慎乃齐;刘丽娜;崔之久3.北京王虎沟泥石流堆积物粒度参数分析 [J], 李柏;高甲荣;胡封兵;崔强;杨麒麟;王越4.佳禾沟泥石流堆积物的粒度与强度关系分析 [J], 苟万春;李泳;王保亮;刘道川5.泥石流堆积物粒度分形特征及影响因素分析 [J], 杨伟;崔鹏;庄建琦;张建强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

舟曲泥石流固体物源特征及预警预报研究舟曲泥石流固体物源特征及预警预报研究引言：舟曲泥石流是一种常见的自然灾害现象，对人类和环境造成了巨大的损失。

了解泥石流的固体物源特征以及开展预警预报研究，对于减轻泥石流带来的破坏具有重要的意义。

本文将围绕舟曲泥石流的固体物源特征和预警预报进行探讨。

一、泥石流的固体物源特征舟曲地区的泥石流通常由雨水或融雪引起，这些水源在山体上积累并形成水库，水库溃堤后，带动土石流和泥沙向下流动。

泥石流的固体物源主要包括泥沙、砾石和土石块。

其中，泥沙是主要组成部分，占据了整个固体物源的大部分，其次是砾石和土石块。

泥沙是由细小颗粒的河流沉积物和悬浮物构成的，其主要成分包括石英、长石等矿物质。

泥沙颗粒通常呈现出黄色或灰色，具有较强的流动性和侵蚀性。

砾石是由片状岩石和圆砾石组成的，其直径一般在2-64毫米之间。

土石块则是指直径大于64毫米的岩石碎片，其形态各异，通常具有较强的抗压强度。

泥石流的固体物源中，不同颗粒大小的物质具有不同的流动性和破坏力，这是泥石流对环境造成破坏的重要原因之一。

二、泥石流的预警预报研究泥石流灾害的预警预报是减轻泥石流带来破坏的重要手段之一。

通过对泥石流的预警预报研究，可以及时通知受灾地区的居民进行疏散避险，有效减少人员伤亡和财产损失。

目前，泥石流的预警预报主要依靠物理参数、气象参数和遥感监测技术。

物理参数主要包括水位、水流速度等，这些参数可以通过水文测量仪器进行监测。

气象参数包括降雨量、降雨强度等，这些参数可以通过气象站和雷达等设备进行监测。

遥感监测技术可以通过卫星影像和无人机等方式，对泥石流灾害进行监测和预警。

综合利用这些技术手段，可以构建泥石流的预警预报系统。

该系统通过实时监测、数据分析和模型预测，可以及时判断泥石流发生的可能性，并进行预警通报。

同时，预警预报系统还可以对可能发生泥石流的地点进行监测和预测，为相关部门和居民提供及时的预警信息，以便他们采取相应的防范和应对措施。

附录H（资料性附录）泥石流流体容重和颗粒分析试验方法H.1泥石流流体容重（Yc）的测定H. 1. 1现场调查试验法条件许可时，可在泥石流爆发时，或泥石流爆发后的有效时间内（一般为6h）,在需要测试的沟段取泥石流流体3组以上并测量其质量和体积；如超过有效时限，可现场请当地曾亲眼看见过该沟泥石流爆发的老居民，在需要测试的沟段，选取有代表性的堆积物搅拌成暴发时的泥石流流体状态，进行样品鉴定，然后分别测出样品的质量和体积，按下式求出泥石流流体容重。

Z订C式中：Y L泥石流流体容重，单位为吨每立方米（t/m3）；Wc—样品的质量，单位为克（g）；样品的体积，单位为立方厘米（cm3）oH. 1.2流体形态调查法调查曾目睹过泥石流的知情人，并让他们感官描述泥石流浆体的特征，按表H. 1确定泥石流的流体容重。

表II. 1泥石流流体稠度特征表在使用上述方法时应慎重，泥石流流体密度应根据调查分析和试验结果作综合研究后确定。

G. 2颗粒级配分析G. 2.1现场筛分试验法在沟域内泥石流堆积区和物源堆积物分布区，选择有代表性的断面试验点，清除外表杂质层后，开挖ImX Im,深0. 5m~l. 0m的取样坑，取出其全部土、砂、石，从中挑出粒径大于200nini的石块单个分别称重，其余按粒径分筛为N 150nini〜200nini, >100mm~150 mm, > 50 mm~100 mm, N20 mm~50 mm, 20 m及以下假设干级，每级分组称重，计算分组质量与总质量之比，绘制颗粒级配曲线，求算颗粒级配特征值。

现场筛分试验后，对粒径小于20mm 的颗粒，取样送实验室进行进一步室内筛析试验，送样质量不小于1kg。

经数据处理后，获取泥石流堆积物或物源堆积物的粗粒和细粒的全级配颗粒组成特征值。

I. 3. 1.4原铁道部第一勘察设计院推荐的西北地区经验公式匕=旦乩2/3兽（1.26）a 式中各参数含义同式（1.24）。

北京双紧梢沟泥石流堆积物的特征及演变
北京双紧梢沟泥石流堆积物的特征及演变规律主要有以下几个方面：
一、物理特征
1、堆积物粒度：北京双紧梢沟泥石流堆积物以细砂为主，粒径介于0.063mm~2.0mm 之间，细砂和粗砂比值较大；
2、堆积物结构：北京双紧梢沟泥石流堆积物以砂岩为主，含有少量砂砾岩，砂岩结构细腻，砂砾岩结构粗糙；
3、堆积物密度：北京双紧梢沟泥石流堆积物的密度介于2.7g/cm3~2.9g/cm3之间，较大；
4、堆积物含水量：北京双紧梢沟泥石流堆积物的含水量介于7.0%~9.0%之间，较高；
二、演变规律
1、沉积量变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的沉积量在洪水期间有明显的增加趋势，在干旱期间有明显的减少趋势；
2、粒度组成变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的粒度组成在洪水期间有明显的变细趋势，在干旱期间有明显的变粗趋势；
3、堆积物结构变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的结构在洪水期间有明显的变细趋势，在干旱期间有明显的变粗趋势；
4、堆积物密度变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的密度在洪水期间有明显的增加趋势，在干旱期间有明显的减少趋势；
5、堆积物含水量变化：北京双紧梢沟泥石流堆积物的含水量在洪水期间有明显的增加趋势，在干旱期间有明显的减少趋势。