急陡沟道泥石流起动特征模型试验研究——以汶川县福堂沟为例

发布时间：2025-01-14 16:07

　　 急陡沟道泥石流是汶川震区发现的一类特殊泥石流,调查发现其具有物源量大、侵蚀强烈,冲出规模大等特点,是震区地质灾害治理的难点。本文以汶川县典型急陡沟道泥石流福堂沟为原型,分析了其发育条件和特征,并通过模型试验等手段,还原并分析了急陡沟道泥石流起动及形成的过程,以及相应的土体内部参数变化特征。试验显示在20°、25°、30°的坡度和480mL/s、410mL/s、360mL/s的径流量的试验条件下,泥石流分别以不同的方式起动(沟床侵蚀型、滑坡流态化起动型、消防管起动型),同时结合实验过程中土体内部孔隙水压力及体积含水率变化特征的研究,详细还原了相应的泥石流起动全过程。试验数据的分析结果显示,在不同的起动方式下,土体内部的数据变化表现出不同的特征:其中,不同试验条件下的泥石流起动孔隙水压力呈现出规律性差异,即水槽坡度、径流量越大,泥石流所需的起动力越小;此外,坡度越大,土体所需的饱水时间越长,而在相同坡度下,流速越大,预饱水时间越短;研究还发现,泥石流的爆发时间与沟床坡度呈反比,并且径流量越大,泥石流持续时间也越长。基于实验结果,通过相似理论计算得到的泥石流起动流速,与实际情况一致,表明本的...

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【部分图文】：

图3 汶川县福堂沟流域概况图

与此同时，根据野外调查结果（YuePeijiuetal.,2008;XingShunjingetal.,2003），确定本次实验的相似比如表3所示。本实验选用4个孔隙水压力和4个体积含水率传感器，埋设位置如图4所示。孔隙水压力传感器型号为德国HELM-HM19，精度可....

图1 汶川县急陡沟道型泥石流分布图

受地震影响，强震区急陡沟道泥石流流域内潜在着大量的滑坡、崩塌等，震后的山体结构破碎，部分已发生的崩滑、滑坡物质沿着坡面运动，其堆积物主要堆积于沟道内，加剧沟道堵塞，如图3所示。因此，强震区急陡沟道泥石流的总体物源储量不大但是分布集中，单位面积的物源储量大于常规类型的泥石流沟单位面....

图4 汶川县福堂沟试验装置图

本实验选用4个孔隙水压力和4个体积含水率传感器，埋设位置如图4所示。孔隙水压力传感器型号为德国HELM-HM19，精度可达0.2%FS（图5a）；体积含水率传感器型号为HL-TRW1-05V，是基于频域反射原理，利用高频电子技术制造的高精度、高灵敏度的测量体积含水率的传感器（图5....

图5 汶川县福堂沟所用传感器

本次实验通过改变冲水流量及沟道坡度，来研究“急”和“陡”的特征对急陡沟道型泥石流形成模式和机理的影响。根据野外调查，福堂沟泥石流形成区的平均坡度为28°，结合坡度增减对泥石流形成过程的影响，最终确定以坡度为20°、25°和30°作为实验坡度。实验水槽长4m，宽35cm，深25cm....

本文编号：4026857