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上卓沟泥石流形成机制及综合治理措施研究
| 论文题名： | 上卓沟泥石流形成机制及综合治理措施研究 |
| 关键词： | 泥石流;地质灾害;形成机制;危险度评价;工程治理;数值模拟 |
| 摘要： | 泥石流是一种常见的地质灾害类型,暴发突然,虽然历时短,但破坏力极大,在我国西南、西北部广泛分布。上卓沟泥石流位于甘肃省卓尼县,是一条高频粘性泥石流,分析其形成条件,发现上卓沟泥石流形成所需的大量固体松散物质多产生于坡面侵蚀和沟岸重力作用,这在甘肃南部具有广泛的代表意义。本文以上卓沟泥石流为研究对象,对其形成机制进行分析,提出相应的综合治理措施建议,通过建立数学模型与数值模型,评价上卓沟泥石流危险度,计算拦挡坝的σz,与Uz,为治理工程提供理论依据。本文的研究内容与主要结论如下: (1)在资料搜集与现场详勘的基础上,统计出上卓沟泥石流的固体物质主要来源、地貌特征、流域分布等,计算泥石流特征值,研究其形成、流通、堆积全过程,总结该泥石流沟的特点,即坡面松散物质丰富,沟岸滑坡、崩塌分布密集,沟道淤积严重。上卓沟泥石流无法完全区分泥石流形成区与流通区。 (2)在对形成机制进行详细分析的基础上,结合上卓沟泥石流的发育史,提取出上卓沟泥石流危险度影响因子,应用层次分析法计算出各影响因子的权重,可以看出,对上卓沟泥石流而言,一次泥石流(可能)最大冲出量、最大1h降雨量、主沟平均比降、固体物质储量是影响其形成和决定其危害程度的几个主要因素,所占权重分别为0.2589、0.1957、0.1547、0.1321。最后,建立危险度评价模型,计算出上卓沟泥石流危险度为0.45,属于中等危险度泥石流。 (3)根据上卓沟泥石流危险度评价结果,选定设防标准,调查原有工程的现状,提出综合治理措施建议,充分利用已有工程,进行加固,并建议在城区修建排导工程。 (4)设计了上卓沟主沟7号坝,并对其稳定性进行了检算。通过建立拦挡坝有限元数值分析模型,研究拦挡坝的变形与应力分布。分析了三种不同迎水面坡比(1:0.35、1:0.3、1:0.2)条件下拦挡坝的变形和受力变化特征,得出1:0.35坡比下拦挡坝的变形与拉(压)应力均较小,位移与应力的分布曲线更为合理,结构较其余两种坡比最优。 通过对上卓沟泥石流的成因分析、特征值计算、危险度评价等,进一步加深了对该泥石流形成机制与危害特征的认识。在对拦挡坝进行数值模拟后,可以优化拦挡坝坝体结构,提高其安全性与合理性,为下一步的治理工程优化设计提供参考与依据。 |
| 作者： | 包琼 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 马学宁;王旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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