泥石流作用下路基易损性试验研究与综合评价

发布时间：2018-03-18 20:01

本文选题：泥石流　切入点：路基易损性　出处：《合肥工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：泥石流是山区常见的一种自然灾害现象,是产生于山地沟谷中或坡地上的饱含大量泥沙石块的固液两相流体,具有暴发突然、历时短暂、破坏能力强、成灾快速等特点。近年来,随着我国西部大开发进程的加快,人类活动显著增强,加上全球气候变暖、地震频发等因素,使自然环境和生态系统本来就十分脆弱的西部地区成为泥石流高发地带,泥石流分布广泛、类型多样、活动频繁,常常冲毁桥涵、冲断路基或造成公路的大面积淤埋。喀喇昆仑公路奥依塔克镇至布伦口段因泥石流灾害频发而成为该路线的瓶颈路段,制约着公路的安全畅通。由于经济条件的限制,多处路段采用路基直接穿越泥石流危险区的方式,导致路基受到泥石流的冲击和淤埋,交通中断时有发生,给新疆地区经济的发展和人民生命安全带来巨大危害。因此亟需对泥石流灾害作用下路基的易损性进行研究,确定路基的易损性等级,从而为公路的选线、设计优化、维修养护和防灾减灾提供科学依据。由于路基易损性研究较少,因此本文的工作对其他地区路基易损性研究具有指导意义。为此本文以奥依塔克镇至布伦口段改扩建工程为依托,以公路沿线主要泥石流及其对应路基为研究对象,以路基易损性为研究目的,以模型试验和综合评价两种方法为研究手段,对以下几方面进行了研究:(1)在总结前人研究成果的基础上,提出了路基易损性的概念。详细调查了研究区的自然地理环境和人类活动,从地形地貌、地质构造、地层岩性、地震与新构造运动、气候水文、冰川等7方面系统的分析了该地区泥石流形成的地形条件、物源条件和水源条件,总结得到了公路沿线主要泥石流的时空分布特征及其对公路的危害方式,为区域泥石流的研究提供了基础。(2)以K1561+952~K1562+306处的泥石流沟为原型,开展了泥石流灾害作用下路基冲淤状况研究的模型试验,研究了泥石流对路基的冲击力变化和路基的淤埋情况。模型试验结果与现场调查结果相吻合,因而可以预测潜在泥石流暴发后对路基的冲淤影响,为该地区路基易损性的确定提供了一种可靠方法。利用该模型进行了6个因素共25组试验,得到了不同因素对路基易损性的影响规律,丰富了泥石流冲淤路基的试验研究,且模型试验结果可以为易损性综合评价的指标选取和权重的确定提供指导作用。(3)根据泥石流危险性和路基承灾能力及现场路基的受损情况将易损性划分为5级,并参考结构可靠性理论,创新性的从泥石流动力学角度选取了泥石流破坏能力评价指标,从强度、变形和稳定性三方面选取了路基承灾能力评价指标,建立了评价指标体系并划分了指标等级,为路基易损性综合评价奠定了基础。(4)研究了Fuzzy-AHP评价法和集对分析与三角模糊数?-截集耦合方法,建立了两种评价模型,并对公路沿线24条主要泥石流沟及其对应路基进行了易损性评价,得到了路基易损性等级。两种评价模型的评价结果基本一致,且与现场调查结果基本吻合,证明了综合评价方法的可靠性和准确性。同时,综合分析了理论计算结果与现场调查结果,并绘制了研究路段的易损性分区图,对工程具有重要的指导意义。
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【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U418.56

【参考文献】