第九章--泥石流.ppt

1、第十一章 泥石流工程地质研究,第一节 概述,泥石流:又称山洪泥流或泥石洪流，是发生在山区的一种含有大量泥砂和石块等固体物质、突然爆发、历时短暂、来势凶猛、具有强大破坏力的洪流过程和自然现象。 泥石流活动进程与一般山洪活动的根本区别，在于它是由固体（土石）和液体（水）两相组成的流体，这种流体中固体物质含量很大,有时可超过水体量。 它的活动特点:在一个地段上往往突然爆发,能量巨大,来势凶猛,历时短暂,复发频繁。 所以破坏力强大。 泥石流中的固体物质含量一般在15%以上，特殊情况下固体物质含量可占80%。,泥石流暴发具有突然性，常在集中暴雨或积雪大量融化时突然暴发。 泥石流是一种山区地质灾害，主要分

2、布在3050度N之间的山地。 泥石流具有强大的破坏性。,2010年8月8日甘肃舟曲县 发生泥石流灾害 这是舟曲县被泥石流冲毁的楼房,2006年2月17日，菲律宾中部莱特省圣伯尔纳德镇附近的一个大型山村突遭灭 顶之灾：数十万立方米的泥石流将整个村庄吞没，1500至2000村民因躲避不 及惨遭活埋，从而酿成了该国历史上极其罕见的单次死亡人数最多的泥石流 灾难。菲律宾举国展开生死大营救，而国际社会也高度关注灾情的发展。,菲律宾村庄被泥石流吞噬 当地展开营救,被泥石流掩埋的村庄已变成一个约9米深、4000米长和500米宽的巨大泥潭,第二节 泥石流的的形成条件,泥石流的形成,必须同时具备三个基本条件:地

3、形条件、地质条件和气象水文条件 一、地形条件 泥石流总是发生在地形陡峻、沟谷纵坡度大的的山地，流域形态多呈瓢形、掌形或漏斗形，这种地形因山坡陡峻，植被不易发育，风化、剥蚀、崩滑等现象严重，可为泥石流提供丰富的松散物质。并且有利于地表水的迅速汇集，以及使泥石流具有较大的动能。 一般是顺着纵坡降狭窄沟谷活动（干涸的嶂谷,冲谷等)，每一处泥石流自成一个流域,典型的泥石流流域从上到下可划分为形成区、流通区和堆积区三个区段:,1、形成区：一般在泥石流沟的上游，由汇水区和松散物质供给区组成。 1) 多为三面环山、一面出口的半圆形宽阔地段,周围山坡陡峭，多为3060的陡坡,在面积可达数平方公里数十平方公里;

4、 2)斜坡常被冲沟切割,且有崩塌、滑坡发育； 3)坡体往往光秃破碎无植被覆盖; 这样的地形条件有利于汇集周围山坡上的水流和固体物质。,2、流通区 该区一般位于泥石流沟的中下游，为泥石流搬运通过的地段，地形上常呈瓶颈状或喇叭状，多为狭窄而深切的峡谷或冲沟,谷壁陡峻而纵坡降大。 所以泥石流物质进入本区后具极强的冲刷能力，将沟床和沟壁上冲刷下来的土石带走。 3、堆积区 该区为泥石流物质的停积场所，一般位于沟口一带，地形开阔平坦地段，多呈扇形或锥形。泥石流到此流速变慢，流体分散，迅速失去动能而停积下来，多形成扇形、锥形或带形的堆积体。 以上所述的典型泥石流流域的情况，由于泥石流流域具体的地形地貌条件不

5、同，有些泥石流流域上述三个区段不易明显分开，甚至流通区或堆积区可能缺失。,二、地质条件 它决定松散固体物质来源,也为泥石流活动提供动能优势. 泥石流强烈活动的山区,均是地质构造复杂,断裂褶皱发育，地形高耸陡峻，岩石风化破碎,新构造运动活跃,地震频发,崩滑灾害多发的地段。它为泥石流活动准备了丰富的固体物质来源和强大的动能优势。 三、气象水文条件 泥石流形成必须有强烈的地表径流,它为爆发泥石流提供动力条件。 地表径流来源:暴雨,冰雪融化,水体溃决。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。 四、人类工程活动：如滥伐森林造成水土流失，开山采矿、采石弃渣等，往往也为泥石流提供大量的物质来源。,我

6、国地震带和泥石流的分布,第三节 泥石流特征,泥石流的特征取决于它的形成条件，对其特征的研究,有利于搞清泥石流的活动规律,进行预测,预报，并采取有效的防治措施。 一、泥石流的密度 取决于水体和固体物质含量的相对比例以及固体物质中细颗粒成分的多小,一般1.22.4t/m3,固体物质百分含量愈高和细颗粒成分愈多,则泥石流密度愈大。,二、泥石流的结构 泥石流体最要的结构,是由石块,砂粒和泥浆体所共同组成的格架结构。石块在浆体中可有悬浮、支撑和沉底三种状态。格架结构据石块含量和粒径变化分: 星悬型、支承型、叠置型、镶嵌型 它们的冲击强度依次增加。,三、泥石流的流态 泥石流的流态主要受水体量与固体物质的比

7、值以及固体物质的粒径级配所制约。 泥石流体大多属似宾汉体系(泥浆体系宾汉体)，故流动理论多与宾汉体流变方程相同,但当泥石流体中固体物质较少,且以粗大砂砾为主时,则与牛顿体紊流和流变方程相同。 据研究,泥石流主要流态有紊动流,扰动流和蠕动流三种。,四、泥石流的直进性 由于泥石流携带大量固体物质，在途中遇沟谷转弯处或障碍物时猛烈冲击而越过沟岸或摧毁障碍物，甚至截弯取直，冲出新道而奔向下游，这就是泥石流的直进性。 泥石流愈稠,直进性愈强度,冲击力也愈大. 五、泥石流的脉动性 由于泥石流具有宾汉体性质和运动的阻塞特性,故流动不均匀,往往形成阵流-脉动性 脉动性是泥石流运动过程区别于洪水流动过程的又一特

8、征，一般洪流过程是单峰型，而泥石流过程成为的正弦曲线,几乎以相等的时间间隔一阵一阵地流动.,第四节 泥石流的分类,泥石流的分类是对泥石流本质的概括 一、按泥石流流域形态分类 1、标准型：流域为扇形，流域面积较大，能明显分出形成区、流通区和堆积区。 2、河谷型：流域呈狭长条形，其形成区多为河流上游的河谷，固体物质来源较分散，沟谷中有时常年有水，故水源丰富，流通区与堆积区不能明显分出。 3、山坡型：流域呈斗状，其面积一般小于1km，无明显流通区、形成区与堆积区直接相连。 二、按泥石流物质组成分类 1、水石流型:粗多细小 2、泥石流型:粗细均多 3、泥水流型:细多,三、按泥石流流体性质分: 1、粘性

9、泥石流 (1) 细粒物质多,固体物质达 4060%以上 (2) 具有很大的粘性 (3) 密度大1.62.4t/m3，浮托力强 (4) 堆积区不发生散流 (5) 堆积物无分选性 2、稀性泥石流 （1）水多，固体物质1040% 细粒物质少 （2）水泥浆速度石块运动速度 （3）堆积区呈散扇状分散 （4）堆积物松散,具一定分选性,第五节泥石流的防治措施,一、防治 1、形成区（重点）：以水土保持和排洪为主 1)加强水土保持,植树,植草，以延迟地表水汇流时间，降低洪峰流量； 2)坡面排水：修建环山排洪渠或泄洪隧道，使地表径流不经过松散物质堆积场地，或残留的地表径流不足以启动松散物质。 2、流通区:以拦渣坝为主。修筑拦挡工程，筑坝。将泥石流物质拦截在沟中，使其不能到达下游或沟口建筑物场地。常见的有重力式挡墙和格栅坝两种。 3、堆积区:一排导工程为主。常用排导措施有泄洪道,导流堤等。 上述防治措施应综合运用，以求取得较好效果。 二、泥石流地段交通线路的选择 尽可能选在流通区和堆积区通过,主要措施有: 1、修建跨越桥 2、绕避,总之，泥石流的防治措施有: 水土保持 跨越：采用桥涵、过水路面、渡槽等。 拦截：修筑拦挡坝等。 排导：采用排导沟、急