泥石流工程地质研究(PPT 中国地质大学)

流通区—减速、削能。
堆积区—合理疏导。
基础工程地质学
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


2、稀性泥石流 固体物含量低（＜40%）、细粒少、密度值 中等（1.2~1.6）；水泥浆速度大于石块速度， 具极强冲刷力；堆积散流、有分选。
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第五章泥石流工程地质研究
第4节 泥石流分类
二、流域形态

1、标准型—典型泥石流，流域呈扇形，面积较大， 能明显分出形成区、流通区、堆积区。
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
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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。


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。
第五章泥石流工程地质研究
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。
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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第五章泥石流工程地质研究
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
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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 泥石流治理措施
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第五章 泥石流工程地质研究
第1节 概述
问题 泥石流特性？ 研究的必要性？ 如何决策？
时间-1964~1966； 地点-东川蒋家沟
时间-2002； 地点-蒋家沟
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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
流量--
a, 雨洪修正法： b, 泥痕调查法：
♥
Q d Qw 1 Dd
Qd WdVd
Q w-清水流量；φ-修正系数；Dd--堵塞系数； Wd-过流断面面积；Vd-流速；


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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：
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。
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。
分析图上应反映泥石流形成的各项因素及定量指标。

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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

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。
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第5节 泥石流预测预报--时间预报

泥石流爆发取决于强烈的地表径流。与灾害暴雨相 关
季节指标—灾害暴雨型、冰雪融化型泥石流发生季 节有规律。中长期和短期预报均用此指标。 天气尺度—控制灾害暴雨的天气尺度系统各地不同。 沿海：热带风暴；西南、西北地区：低涡和切变线。 日暴雨量—决定泥石流发生的几率和规模。东南沿 海、西南地区，＞200；西北地区，25~50
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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第五章泥石流工程地质研究
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。

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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第五章泥石流工程地质研究
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。




小时雨强—直接影响泥石流发生的危险性。
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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

密度—用于流速、流量、方量计算与防治工程设计。
实测典型剖面，土、石分别按体积百分量计算。 流速—经验公式计算。 流量—雨洪修正法、泥痕调查法。 泥位—反映流速、流量，并与泥石流规模、危险度相 关。超出危险泥位，可能成灾。实测。 方量—表征泥石流危险度的重要指标。 用泥石流过程曲线直接求；据泥石流过境痕迹推测。

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

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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4节 泥石流分类
一、流体性质


1、粘性泥石流 固体物含量高（40%~60%）、细粒多；密度 大（1.6~2.4）、浮托力强，具直进性；堆积
不散流、无分选。

此类泥石流破坏力极强。
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第4节 泥石流分类
一、流体性质
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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--危险度判定


单因子判定—以一次泥石流冲出物最大方量判定。
多因子综合评判—是否为泥石流沟、活动度如何。 泥石流方量 4 4 ~105 5 ~ 106 <10 10 10 参评因子：规模、流域面积、地形高差及切割程度、 （ m3) 沟床特点、物源丰度、降雨及雨强、危害类型及发 危险度 小 中等 大 展趋势。
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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。


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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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第五章泥石流工程地质研究
第6节 泥石流防治对策--堆积区

2、河谷型—流域呈狭长形，形成区为河流上游沟谷， 物源分散、水源丰富，流通、堆积区不能明显分开。
3、山坡型—流域呈漏斗状，面积较小，无明显的流 通区，形成与堆积区相连。 “面面俱到”、“源远流长”、“直截了当”。


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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

空间预测—确定泥石流危险区的分布（大、中、小
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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