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恒定渗流作用下泥石流起动过程冲刷试验分析 总被引：2，自引：0，他引：2
渗流是泥石流水动力条件主要来源之一,不同渗流流量具有不同的渗流力和冲刷力,从而可引起不同规模泥石流。通过开展室内水槽试验,利用测压管量测渗流过程中的孔隙水压力,并结合高清摄像技术从微观角度记录堆积土体内部细颗粒的运移、骨架颗粒的坍塌现象,以此分析研究土体渗透破坏、起动形成泥石流过程中的渗流和冲刷作用。在此基础上设定水槽坡度为7°,调节恒定渗流流量分别为120、170、265、320 ml/s,分析不同恒定渗流流量对固体堆积物失稳、泥石流起动过程中流态变化的影响。分析结果表明,在恒定渗流流量作用下,堆积土体内部细颗粒迁移、骨架颗粒坍塌造成土体颗粒重排列、孔隙水压力上升进而导致土体抗力降低是泥石流土体颗粒失稳、起动、冲刷的重要原因;随着渗流流量增加,流速迅速上升,土体内孔隙水压力逐步增大,骨架颗粒的失稳、移动主要受渗流及水流冲刷两方面共同作用,堆积土体颗粒的移动分别表现出缓慢小幅滑动后稳定、过渡型滑动和快速流滑现象。 相似文献
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《中国地质灾害与防治学报》2021,(1)
冰碛土启动形成泥石流在中巴公路沿线十分常见。前人对冰碛土特征变化及影响冰川泥石流形成的研究较少。为进一步探索泥石流暴发的原因,此次基于水槽试验,结合研究区的冰碛土物理力学特性进而探究冰碛土体形成泥石流的过程与机制。结果表明:(1)融水流量分别为8 L/min、12 L/min、16 L/min和56 L/min的情况下,冰碛土内部结构发生变化,其被冲刷时的破坏形式和启动过程具有差异性;(2)泥沙含量随融水流量和时间的不同而发生波动变化,泥石流冲刷启动和土体坍塌淤堵反复循环;(3)综合冰碛土特征变化及实验现象,将冰碛土泥石流的启动机理分为渗透饱和、侵蚀坍塌、冲刷启动三个部分;(4)冰碛土泥石流的稳定系数与水流流量呈幂函数关系。 相似文献
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分布于高山冰川与积雪边缘、固体物质主要由新老冰碛和雪崩岩屑所补给、水源依赖于冰雪融水及冰湖溃决水的泥石流称为冰川泥石流。 博格达峰地区既是东天山现代冰川最集中和最发育的地区,也是现代冰川泥石流最活跃的地区之一。兹仅1981年考察所及,就其分布、成因、类型及活动特征等简述于后。 相似文献
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冰碛土启动形成泥石流在中巴公路沿线十分常见。前人对冰碛土特征变化及影响冰川泥石流形成的研究较少。为进一步探索泥石流暴发的原因,此次基于水槽试验,结合研究区的冰碛土物理力学特性进而探究冰碛土体形成泥石流的过程与机制。结果表明:（1）融水流量分别为8 L/min、12 L/min、16 L/min和56 L/min的情况下,冰碛土内部结构发生变化,其被冲刷时的破坏形式和启动过程具有差异性;（2）泥沙含量随融水流量和时间的不同而发生波动变化,泥石流冲刷启动和土体坍塌淤堵反复循环;（3）综合冰碛土特征变化及实验现象,将冰碛土泥石流的启动机理分为渗透饱和、侵蚀坍塌、冲刷启动三个部分;（4）冰碛土泥石流的稳定系数与水流流量呈幂函数关系。 相似文献
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论内蒙古第四纪冰川和冰臼群的成因 总被引：5，自引：0，他引：5
通过内蒙古林东地区第四纪冰川地质和冰臼群成因专项调查工作，发现了晚更新世冰碛泥砾层的龟背石、熨斗石、龟裂石等典型的冰碛砾石及冰斗、刃脊、角峰、冰川槽谷中的表皮构造等山谷冰川遗迹。在花岗岩体中发的岩臼群，可划分为冰期冰雪融水形成的冰臼、现代季节性降水形成的瓯穴和风蚀作用为主形成的风翕3种类型。本区冰臼同山谷冰川相伴随，未发现远源巨型漂砾等大陆冰盖证据。 相似文献
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泥石流作为非牛顿体,屈服应力大,运动过程通常不稳定。前人建立了许多模型来研究沟床揭底和堰塞体溃决对泥石流不稳定动力过程的影响,沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响研究较少。通过侧蚀为主的模型和完全底蚀的模型两种水槽实验的对比,针对泥石流的动力过程展开研究。实验发现两种工况条件下泥石流正应力和孔隙水压力随着龙头高度沿程波动性的增长而相应地波动性增大,但侧蚀作用使得这种波动特征更加明显。通过力学分析,证明侧蚀作用导致泥石流龙头的阻力更大,但是龙身颗粒和龙头颗粒的速度差更大,使得龙头附加坡降更大,因此,侧蚀作用使得泥石流龙头的平均速度更快。泥石流龙头浓度和容重的不断增大,使得阻力不断增大,阻力和动力的动态平衡关系是泥石流不稳定运动的原因之一。 相似文献
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崩岗地貌发育的土体物理性质及其土壤侵蚀意义——以广东五华县莲塘岗崩岗为例 总被引：2，自引：0，他引：2
崩岗集中发育在我国广东、福建等东南7省(自治区),面积约5万km2,是华南地区土壤侵蚀最严重的区域.崩岗是水力—重力复合侵蚀交替作用的产物,也是沟谷侵蚀发展的结果.崩岗主要发育在花岗岩厚层风化壳上,崩岗土体以高黏粒、低砾石含量的粗砂土为基本特征.崩岗崩积锥土体粒径自坡顶至坡脚由粗变细,反映出坡面流水的侵蚀和搬运过程.崩岗土体可蚀性强,可蚀性因子K值平均为0.26,比花岗岩红壤地区的平均K值高0.03 ～ 0.05.崩积锥坡脚K值大于坡顶,即坡脚可蚀性大于坡顶.崩岗崩壁和崩积锥土体的平均黏粒含量为10.13％,大于5％这一泥石流形成的必要条件.崩岗流域地形陡峻,一旦遭遇强降雨,有条件转化成“泥石流”.崩岗形成的“泥石流”平均中值粒径仅为常规泥石流的1/12,砾石含量仅为1/4.因此,崩岗型泥石流(即由崩岗转化成的“泥石流”)并不是通常意义上的泥石流,是广义泥石流大类中的一个新种——泥砂流. 相似文献
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2017年九寨沟震后核心景区广泛发育崩滑堆积体,震后3年间受降雨影响下坡面泥石流频发,严重威胁景区恢复重建。为了研究坡面径流冲刷对崩滑堆积体启动的影响,基于2017－2020年的持续跟踪调查与高分辨率遥感影像解译,利用现场冲刷试验及原位监测,分析了径流冲刷条件下堆积体的渗流响应特征、侵蚀运移过程及冲刷启动机制。结果表明：（1）冲刷过程中坡面物质以下蚀、面蚀、溯源侵蚀及侧蚀为主,湿润锋下移致使坡体内体积含水率与孔隙水压力增大,达到峰值后处于动态稳定状态,而基质吸力则先小幅度波动后不断减小。（2）崩滑堆积体具有坡度陡、土体孔隙间细粒含量多、渗透性良好且抗冲刷能力弱等特征,在强烈的水动力条件下启动演化过程为先期渗透→铲刮滑流→快速堆积→局部饱和侵蚀?稳定。（3）不同饱和状态下堆积体启动的力学分析与现场试验监测结果较为一致,并结合冲刷试验成果认为,土体含水率升高、孔隙水压力急剧增大、基质吸力快速减小与高强度径流冲刷是堆积体启动之机制所在。该研究结果对于震后泥石流活动的长期效应预测与生态治理具有重要意义。 相似文献
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宁夏隆德县坡面型泥石流形成机理分析 总被引：1，自引：0，他引：1
隆德县地处黄土高原西部,六盘山主峰西侧,该区自然环境脆弱,地质条件复杂,是宁夏地质灾害的易发区。本文基于野外地质灾害详细调查和室内试验研究,分析了隆德县坡面型泥石流的形成机理。研究结果表明:隆德县坡面型泥石流主要发育在新近系(Ngn)桔红色砂质泥岩地层中,且厚度小(0.5~2 m),坡度大(40°~50°),坡面风化的泥岩残坡积物构成主要物源。该泥岩残坡积物粘粒(d2μm)含量较多(25.4%)且具有弱膨胀性,吸水后会发生一定程度的崩解软化,导致土体结构联结减弱、强度衰减。降雨是隆德县坡面型泥石流最主要的触发因素。本文通过研究含水量、膨胀压力和强度之间的关系,得到了该岩性边坡的稳定性评价模式,由计算可知,当饱和度达到约85%时,坡体处于临界稳定状态。遇到持续性降雨或暴雨作用,残坡积物失稳下滑,在坡面水流的作用下形成坡面型泥石流。 相似文献
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砾石土因其级配宽、不均匀系数大、透水性强等特点在工程防渗中得到广泛的应用,其强度和力学性质受粗细粒含量和粒间咬合程度、黏接状态等影响。通过人工降雨原型试验、模型试验、室内试验及理论分析,研究松散砾石土斜坡在降雨作用下坡面土体的形态特征和土体性状的变化以及斜坡稳定性和该过程中可能出现的临界状态,探索坡面松散砾石土触变液化的过程和机理。试验结果表明,砾石土斜坡在降雨过程中,坡面土体形态、坡面径流泥沙含量具有阶段性特性;各典型现象土体含水量分布具有区段性;土体强度和斜坡稳定性随着土体含水量的增加均存在明显的临界特征。 相似文献
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公路弃渣泥石流物源集中,弃渣类型是泥石流成灾机制的重要影响因素。砂岩类弃渣中粘粒含量小,膨胀性较弱,弃渣体内水体排泄通畅,不利于孔隙水压的保持,相比灰岩类弃渣自身稳定性高;但在暴雨作用下,弃渣体内水分增加大于排泄,易造成弃渣体的崩滑起动,形成小型的泥石流,多形成稀性泥石流;灰岩类弃渣中粘粒的膨胀性较高,弃渣体孔隙水压易增大,渣土体的稳定性差,在暴雨作用下,弃渣中的土体易膨胀液化、滑移起动,多形成粘性泥石流;灰岩类弃渣泥石流规模大于砂岩类弃土。本文从弃渣物理性质指标、力学特征等研究泥石流成灾机制,并致力于将成果应用到公路弃土场设计和防灾减灾领域。 相似文献
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降雨诱发坡面型泥石流形成机理 总被引：7，自引：0，他引：7
基于野外调查和室内测试分析,依据岩土体破坏准则理论,结合典型坡面型泥石流进行剖析,从坡面型泥石流形成的影响因素、运动学特征、动力条件、形成与演化过程等方面,探讨了降雨诱发坡面型泥石流的形成机理。研究结果表明:坡面流以平移式滑动方式破坏为主,通常发生于残坡积土层厚度小(≤2.0 m)的陡坡地带(坡度≥40°),降雨是坡面型泥石流的主要触发因素,雨水入渗促使斜坡残坡积岩土体饱和软化,当土体含水率超过28%~30%,粘聚力、内摩擦角与含水率关系曲线都出现了明显的拐点,即饱和度超过75%时,其粘聚力和内摩擦角都发生急剧降低,斜坡土体由稳定状态向破坏状态演化。遇持续降雨(或暴雨)作用,此种残坡积土局部发生失稳下滑——流土,进而在动水压力作用下发生下泻造浆形成坡面泥石流。 相似文献
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根据泥石流沉积物计算泥石流容重的方法研究 总被引：17，自引：0，他引：17
泥石流的容重是泥石流的最重要的参数之一,用简单易行的方法获得泥石流的容重因泥石流灾害的评估和泥石流的防治的需要显得日益重要。分析了泥石流的组成颗粒中3个分别代表粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的颗粒粒径,即2 mm、0.05 mm和0.005 mm,及它们的百分含量与泥石流容重的关系。在对泥石流的组成颗粒的研究中发现泥石流中的粗颗粒,细颗粒和粘粒颗粒的百分含量与泥石流容重都有一定的关系,但因地区的差异这种关系不是唯一的。粘性泥石流中的粘粒含量与物源区的粘粒含量相当,稀性泥石流的粘粒含量远大于物源区的粘粒含量。用粗颗粒和细颗粒百分含量计算的泥石流的容重与泥石流观测样和沉积样对比有较好的一致性。根据泥石流沉积物计算的泥石流容重应服从根据沉积物的特征判断的泥石流类型和框定的泥石流容重范围。 相似文献
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玉龙雪山西麓原状冰碛土CT扫描试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
冰碛土是冰川行进融化过程中漂石、碎石、砂砾、粉土和黏土在毫无分选的条件下快速混杂堆积生成的一种特殊岩土材料,由其引发的工程问题日益受到岩土工程界关注。砾石颗粒细观组构是冰碛土独特沉积历史的反映,直接影响土体的岩土力学性质,但迫于原状冰碛土样极难取得,岩土工程领域迄今罕有研究。对此,采用人工精细切削的方式,成功取得了玉龙雪山西麓原状冰碛土样,并对取回的6块冰碛土原状样进行了CT扫描,首次获得了冰碛土内部真实细观组构图像。借助Matlab对CT图片进行二值化和消噪处理后,运用常规统计方法对冰碛土内砾石颗粒的面含石量、颗粒定向以及颗粒形状等剖面组构指标进行了描述。结果表明,垂直剖面之间的统计数据差异较小,但垂直剖面与水平剖面之间差异较大。 相似文献
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采矿废渣颗粒粒径对矿渣型泥石流起动的控制作用——以小秦岭金矿区为例 总被引：1，自引：0，他引：1
泥石流物源的颗粒级配大小对于泥石流的起动具有重要的控制作用,亦是泥石流防治工程设计的重要参数。采矿废石渣构成的矿渣型泥石流,物源特性不同于一般的泥石流。通过对小秦岭金矿区采矿废石渣、尾矿沙、残坡积土的颗粒级配、孔隙度、透水性能的研究,与其他地区泥石流物源级配进行了差异对比,探讨了采矿废渣颗粒级配对泥石流起动的制约影响。研究表明,采矿废石渣松散无联结,粒径变化于0.075~470mm之间,其中大于2mm的砾级含量占总渣量的93.33%,平均粒径为61.2mm,以卵石级为主,粘粒物质几乎没有。粒径小于5mm的废石渣的渗透系数是选矿尾矿渣的103.5陪、残坡积土的2倍、蒋家沟泥石流物源的4.9倍,实际上采矿废石渣堆的渗透系数比试验测试的数据更大。废石渣的松散无联接、高孔隙率及极高渗透性的特点,决定了常遇降水难以导致废石渣堆起动。结合研究区历史上发生的泥石流,构建了堵溃型矿渣型泥石流起动模式,据此提出了清理占据行洪通道的废渣、疏浚行洪通道、修建拦渣挡墙的泥石流防治理念,避免拦沟修筑重力坝。 相似文献
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冰期向间冰期转换或现代全球气候变暖等背景下,冰川一旦退缩就会引发基岩和冰碛边坡失稳,甚至冰川泥石流等冰消后（paraglacial）地表过程;因此,该过程成为驱动原冰川作用区及其下游谷地地貌演化的重要因子。然而,冰消后过程时空变化特征及其驱动因子等相关研究,目前仍面临两方面问题：其一,各种冰消后沉积、冰碛等混杂堆积间判别的手段缺乏;其二,冰消后过程对下游谷地演化影响的关注不足。为此,本文以典型海洋型冰川作用区——贡嘎山东坡的冰碛和冰消后沉积为研究对象,并结合两处大陆型冰川冰碛,探讨了粒度和石英颗粒表面形态特征两个指标区分上述混杂堆积的有效性。结果表明,各种冰消后沉积物继承了源区冰碛的很多特征,但也呈现出一定独特性,指示出这两个指标综合对比的方法能实现各类冰消后沉积、冰碛的有效判别;同时,鉴于冰川性质、冰川作用期次和岩性等因素都可能影响源区冰碛的粒度和石英颗粒表面形态,以这两个指标判别时应限于同区域,避免选用沉积物的共性特征。基于贡嘎山东坡冰碛、各种冰消后沉积物与磨西台地不同层位粒度与石英颗粒表面形态的对比和聚类分析,确认台地底部和中部可能分别为MIS3冰碛与MIS3以来的泥石流沉积,上部则可能为河流沉积或河流改造过的冰川泥石流沉积。磨西谷地冰消后过程堆积和暴露时代,指示出强烈冰消后过程使得磨西河谷地末次冰期向全新世转换时一直在堆积,甚至持续到约6~7 ka前后才停止,之后转为侵蚀下切。 相似文献