泥石流工程地质研究(PPT 中国地质大学)

基础工程地质学
第五章 泥石流工程地质研究
第1节 概述 第2节 泥石流形成基本条件 第3节 泥石流特征 第4节 泥石流分类
第5节 泥石流预测预报
第6节 泥石流防治对策 第7节 泥石流研究
第1节 概述
问题 泥石流特性？ 研究的必要性？ 如何决策？
成的格架结构。


石块在浆体中呈悬浮、支撑、沉底状态，
主要有星悬、支撑、叠置、镶嵌等结构 。
泥石流冲击力依次渐强。
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第五章泥石流工程地质研究
第3节 泥石流特征
二、泥石流流动特性：


1、流态--受水体与固体量比值及固体粒径级配制约 紊动流：稀性泥石流常见流态，与挟沙水流流态类同。 扰动流：粘性泥石流常见流态，流变方程以宾汉方程 为基础。 蠕动流：粘性泥石流，流速梯度很小时对应的流态。 三种流态随沟床变化可相互转换、沿程变化。

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第五章泥石流工程地质研究
第3节 泥石流特征
密度－决定了泥石流的流态和运动特征；
结构－使泥石流具有的破坏力不同；
流态－对沟床的改造能力不同；
直进性－粘性泥石流具有，破坏力强；
脉动性－蓄能再动，前峰破坏力极强。
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第五章泥石流工程地质研究
第3节 泥石流特征


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第五章泥石流工程地质研究
第6节 泥石流防治对策--流通区

防治思路：


控制固体物来源、减小地表径流强度。
保护沟床：截断固体物补充源；

拦挡：拦截固体、排液体，调整沟道形状，减小纵比
降，降低流体速度，削弱运动能量。
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第6节 泥石流防治对策--堆积区
爆发突然，复发频繁，危害巨大，对环境破 龙，条条沟口吹喇叭”， 1985年夏，东川地区泥石流 阿拉木图，高山冰雪融化，加暴雨，形成间隔30~60S 坏严重，往往是不可逆的。 灾害空前，铁路多处被埋，东川市被泥石流包围，处

的威胁。
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第五章泥石流工程地质研究
第1节 概述

据统计，我国20世纪后40年造成死亡约3700




流通区—减速、削能。
堆积区—合理疏导。
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第五章泥石流工程地质研究
第6节 泥石流防治对策--形成区


防治思路： 从泥石流产生基本条件（固体物、水体）和触发条件 （地表径流强度）两方面考虑。 护坡：减少松散固体物来源； 开发性治理水土流失：控制地形切割程度，减小地表 径流强度； 排洪：使水沙分离，减小地表径流强度，降低聚流水 动条件，从根本上扼制产生泥石流的动因。
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第五章 泥石流工程地质研究
第1节 概述

泥石流-发生在山区的一种含有大量泥沙和石 块的暂时性急水流。 泥石流特性 固体物含量高；


能量大、爆发突然、来势凶猛、历时短、复 发频繁、危害大 对环境破坏严重，往往是不可逆的。

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第五章泥石流工程地质研究 秘鲁，火山喷发-冰雪融化-泥石流，造成5万人亡，80 第1节 概述 2万居民的云盖城被掩埋，1970年。 万人无家可归，有 甘川交界的关家沟，泥石流长期为害，历史上四次对 文县构成灭顶之灾， 1852年县城尽成废墟。 美国洛杉矶，1938年爆发泥石流，流量2000m3/S,固


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第五章泥石流工程地质研究
第5节 泥石流预测预报--特征值分析

流速—粘性（陈光曦）： V kH 2 3 I 15 d --稀性（铁一院）： --（北大地理系）：
m V a0 d
a1 a2
Vd 1.53 / R d I
2 3
3
8
d ghJ h 0.062 0.025 m d V 13.5 ghJ h d


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第五章泥石流工程地质研究
第3节 泥石流特征
二、泥石流流动特性：


2、直进性
流体运动中受阻，所携固体物堆积，填平、
抬升沟床，后阵流体便可前进，

超高爬高、截弯取直、冲向下游。
流体越粘直进性越强、冲击力越大。

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第3节 泥石流特征
二、泥石流流动特性：


3、脉动性 呈阵性运动。其过程线似正弦曲线，上涨曲 线较下落曲线陡些，以相等的时间间隔流动 （阵发），

阵的前锋为高大的泥石流龙头，具极强的冲 击力。
一场泥石流常出现几十至上百阵。

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第五章泥石流工程地质研究
第4节 泥石流分类


单指标分类：
按物质组成—泥水流、水石流、泥石流。 按流体性质—粘性泥石流、稀性泥石流。 按流域形态—标准型、河谷型、山坡型。 多指标综合分类： 成因、物质组成、流域特征、流体性质、危害程度等 因素综合考虑。
一、泥石流物理特征：

1、密度—固体物机械堆积、分选差、粒度成
分悬殊，密度值达1.2~2.4t/m3，浮托力大。

密度值取决于固体物与水体的比例，
取决于固体物中细粒成分所占比例。
密度值沿程变化。
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第3节 泥石流特征
一、泥石流物理特征：

2、结构--主要为石块、砂砾、泥浆体共同组

评价方法：确定主因素→分项给级差→赋值→列参 评因子反应矩阵→求危险度。 分级：严重、中等、轻微、非。

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第6节 泥石流防治对策

总原则：全流域规划、统筹兼顾；大流域着眼、小 流域入手；突出重点、抓住要害。
危险区建立警戒避难体制。 三区防治重点： 形成区—蓄水、固沙、护坡。
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第五章泥石流工程地质研究
第2节 泥石流形成基本条件
二、地质构造条件：为泥石流的形成提供丰富的固
体物源及强大的动能。

1、构造复杂→岩性破碎；地震频发→崩、滑多发， 为泥石流提供丰富的固体物质。 2、新构造运动活跃→地应力值高、地形陡峻，为泥 石流提供势能储备。


小江流域发育在著名的小江深大断裂带上，新老构 造错综复杂，岩层破碎，不足90km江段上便发育了 107条泥石流沟。
比例尺）。

时间预报—泥石流爆发的可能性，时间上定量。 基本特征值—泥石流运动的参数，定量评价、预测 预报、防治设计必不可少的数据。

危险度判定—发生的可能性及危害的严重程度。
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第5节 泥石流预测预报---空间预测

小比例尺—确定危险区分布状况（全国、省），比例 尺为1：100万。

1、地形--相对高差大于200m的地区有泥石流分布，相 对高差大于1000m的地区为泥石流高频区。 2、地貌--我国第一地貌阶梯青藏高原≥4000m，第二

阶梯云贵、黄土高原、陇南山区1000~2000m，第三阶 梯四川盆地300~700m，其过渡地带高差大、切割剧烈， 为泥石流活跃地带（滇东北、川西、陇南)。
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第五章泥石流工程地质研究
第2节 泥石流形成基本条件
三、气象水文条件—
集中降雨、高温天气产生强烈的地表径流，地表强径 流使泥石流具备启动、携运能力。

1、水体量决定于气候条件（暴雨型、冰雪融化型)。 2、径流强度决定于气候（雨量、雨强）及地形条件 （汇流速度）。 小江流域年雨量700~1200mm，多暴雨，最大雨强 108mm/h；辽宁老帽山：6小时395mm，116.5mm/h。
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第2节 泥石流形成基本条件

地形地貌条件－ 固体物来源、径流条件

地质构造条件－ 固体物来源、运动势能

气象水文条件－
液体量、径流强度
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第五章泥石流工程地质研究
第2节 泥石流形成基本条件
一、地形地貌—纵比降大、坡面多、流域面积大、汇
流迅速，提供固体物、势能、加大径流强度。

泥石流特性
体物达 1100万立方，造成2000人丧生。 小江流域是泥石流多发区，被戏称为“座座山头走蛟 的波浪式泥石流，街道成了深河床，400人丧生，500 于瘫痪状态。 研究必要性 所房被毁， 1921年。 1989年7月，华蓥山地区暴雨引起山体滑坡，导致泥 1981年，成昆线利子达依沟一次泥石流将开出隧道的 对于线路工程和山区城市的安全，构成严重 石流灾害，冲毁厂矿、村庄，死亡 火车车厢，连同桥梁冲入大渡河，215 275人。 人丧生，经济损 失达 200 1981 年万元。 7月，辽宁复县老帽山地区灾害性暴雨导致泥 石流，造成610人丧生。
人；铁路沿线泥石流沟达千余条，危及铁路
3000km以上，危及桥涵200km。

对策 以防为主、 标本兼治，全流域规划。
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第五章泥石流工程地质研究
第1节 概述
形成基本条件
研 究 内 容
特征—物理、运动
分类—单指标、多因素 预测预报—空间、时间 特征值分析、危险度判定 防治—对策、措施
基础工程地质学
中比例尺—查明区内泥石流的一般规律及形成条件， 确定泥石流发生的危险度。比例尺为1：10~50万。 具体内容：地层岩性、构造、地形切割情况，泥石流 活跃度、危险度。



大比例尺—分析流域泥石流发育特征，拟定防治对策。 比例尺为1：1~5万。