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原文传递中巴公路泥石流易发性等级评价与起动试验研究

论文题名：	中巴公路泥石流易发性等级评价与起动试验研究
关键词：	高速公路;泥石流;易发性等级;起动特征
摘要：	中巴公路奥依塔克-布伦口段地处西昆仑山腹地，所处区域地质、地形条件复杂，气候环境恶劣，自中巴公路建成通车以来，该段一直饱受泥石流灾害的影响。而目前国内学术界对中巴公路沿线泥石流灾害的研究寥寥无几，使得中巴公路缺乏有效的泥石流灾害防治措施。自国家“一带一路”战略提出以来，中巴公路的经济和战略地位得到重大提升，为了摆脱泥石流灾害对改建公路的影响，本课题组以“中巴公路国内段泥石流形成成因、分布特征和工程治理研究”项目为依托，对泥石流起动进行室内试验研究，同时对中巴公路沿线泥石流易发性等级进行评价，以期为公路的选线和防灾减灾工作提供科学指导。　　本文以K1562泥石流沟谷为试验原型进行泥石流起动室内模型试验，探究沟谷型泥石流的起动特征并分析不同试验条件对泥石流易发性的影响，为易发性评价指标选择提供依据。同时根据现场调查采集的数据和收集的研究区相关背景资料，深入分析泥石流成灾背景，选取相关指标建立了泥石流易发性评价指标体系，运用正态云模型和联系期望模型两种方法进行易发性等级评价。通过研究得到以下成果: 　　(1)从地形、地质、水文三大泥石流形成条件出发，详细说明了研究区泥石流形成的背景条件，揭示了研究区泥石流易发的原因，归纳总结了研究区泥石流灾害的时空分布特征。　　(2)为探究易发性评价指标体系中各影响因素对泥石流起动和易发性的影响，本文选择K1562泥石流沟谷为试验原型，取其形成区的松散堆积物作为试验土体，并采用1∶100相似比，进行了6组20次室内试验。试验提出以泥石流起动临界水量作为泥石流易发性的衡量标准，得到了影响泥石流起动的因素:沟床坡度、颗粒级配、径流流速以及土体断面形态、堆积厚度和含水率与泥石流起动临界水量、峰值孔隙水压力、达到峰值孔隙水压力的时间之间的变化规律，运用回归分析拟合函数，分析相应的变化趋势。同时根据临界水量总结不同试验条件对泥石流易发性的影响，得出:所选的因素对泥石流易发性均有影响，但是沟床坡度、颗粒级配、径流流速和含水率对泥石流易发性的影响比断面形态、堆积厚度大。　　(3)在试验所得数据的基础上，运用相似理论推算K1562原型泥石流沟谷起动所需的临界水量，并与暴雨雨力15mm/h作用下，通过理论计算得到的洪峰流量进行对比，结果表明:在该雨力作用下原型泥石流沟谷极有可能暴发泥石流。从而本文提出可将该临界水量作为K1562原型沟谷泥石流灾害预测预报的一个定量的理论判别依据。　　(4)根据试验结果和泥石流勘察规范，结合中巴公路实际情况，选用水土流失严重程度、泥沙沿程补给长度比、沟口泥石流堆积程度、河沟纵坡、区域构造影响程度、植被覆盖率、岩性影响、沿沟松散物储量、沟岸山坡坡度、产沙区沟槽横断面、产沙区松散物平均厚度、流域面积、流域相对高差、河沟堵塞程度作为易发性评价指标，提出将易发性等级划分为4级，并确定各评价指标的相应权重，从而建立了研究区泥石流易发性评价指标体系。　　(5)分别建立正态云模型和联系期望模型对研究区32条沟谷型泥石流进行易发性评价，将计算结果与实际勘察结果对比表明:研究区泥石流灾害易发性等级较高，且活动频繁，其中极易发泥石流沟谷占53％，中等易发泥石流沟谷占44％，轻度易发泥石流沟谷占3％。就两种评价方法而言，正态云模型的评价结果准确率较联系期望模型高，评价结果更保守、安全系数更高，因此说明正态云模型比联系期望模型更适合于泥石流易发性等级评价。　　本文极大地丰富了中巴公路沿线泥石流易发性等级评价及泥石流起动特征这两方面的研究，对中巴公路的选线和防灾救灾工作起到了指导性的作用，同时对本区域后续的泥石流研究具有重要的参考意义。
作者：	方成杰
专业：	建筑与土木工程
导师：	钱德玲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文