陕北典型黄土泥流发育规律及其防治对策王家鼎学习教案.ppt
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会计学危害(wēihài)2006年8月11日凌晨,受8号超强台风带来的强降雨影响,石磨下村附近山体多处发生浅表层土质滑坡,并由这些(zhèxiē)滑坡作为起动条件形成了泥石流,共造成20人死亡,经济损失达158万元。控制房屋建设(jiànshè)规模,禁止挤占行洪通道注意(zhùyì)访问和实地调查泥石流的发生历史通过正常洪水(hóngshuǐ)水位线来观测泥石流宝天铁路(tiělù)泥石流项目(xiàngmù)研究的现状及国内外动态河谷(hégǔ)型泥石流华山(huàshān)水石流二、泥石流的形成条件泥石流的形成必须同时具备以下3个条件:陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;有丰富的松散物质;短时间内有大量(dàliàng)的水源。三、泥石流模型20世纪90年代前,宾汉体模型、膨胀体模型、粘塑体模型、颗粒流模型和两相流模型是多年来进行粘性泥石流和稀性泥石流研究(yánjiū)过程中主要采用的力学模型.1、宾汉体模型:τ=τB+μadu/dy(1)式中,τ——切应力(kPa);τB——屈服应力(kPa);μa——刚度系数;du/dy——剪切速率.τB和μa由流变试验确定,由一定数量的粒径D<0.01mm的粘粒决定。无粘性的粗颗粒通常不会增大τB,但却可增大μa.2、膨胀体模型:将泥石流体视为膨胀体,其主要依据是Bagnold对高浓度粗颗粒中性悬浮液在同心圆筒间所作的剪切试验(shìyàn),即Pyy=aiρP(λD)2(du/dy)2cosφ(2)Pxy=Pyytgφ(2a)式中,Pyy,Pxy——颗粒间碰撞产生的正应力和切应力(亦称离散应力);Ai——试验(shìyàn)常数;ρP——颗粒浓度;D——颗粒粒径;φ——颗粒间动内摩擦角;λ——颗粒线浓度.在颗粒惯性区内,粒间碰撞作用占优势,可忽略粒间流体的粘性作用;颗粒惯性区外称颗粒粘性区,粒间流体的粘性作用占优势,颗粒增大了悬浮液的有效粘性,应力与剪切速率呈线性关系.3、粘塑体模型:将泥石流体视为粘塑性体,其剪切粘塑性泥石流流变模型为Pxy=Scosφ+Psinφ+μ1(du/dy)η(3)Pyy=-P+μ2(du/dy)η(4)式中,Pyy、Pxy——正应力和切应力;S——凝聚力;Φ——内摩擦角;P——压力;μ1,μ2——泥石流体的稠度指标和横向稠度指标;η——流变指标。对均匀颗粒而言,S和φ均为常数.屈服应力(Scosφ+Psinφ)随着(suízhe)颗粒浓度的增大而加大,流变指标η一般为1~2.4、颗粒流模型:将泥石流体概化为颗粒流,以粒间碰撞作用为主,忽略粒间气、水的作用.颗粒流的应力为:P=Pf+Pd+Pc(5)式中,P——总应力;Pf——摩擦应力;Pd——弥散应力;Pc———碰撞应力.对极慢速运动的高浓度颗粒流而言,Pf占主导地位,Pd和Pc可忽略不计.而对快速(kuàisù)运动的颗粒流,情况则相反,但其中Pd和Pc的消长关系主要视颗粒浓度不同而定,颗粒浓度较低时(C≤0.04),Pd为主,可忽略Pc;而颗粒浓度较高时(C≥0.35),Pc为主,可忽略Pd;颗粒浓度0.04<C<0.35时,Pd和Pc的影响处于同样的数量级.5、两相流模型:将泥石流体概化为固相和液相,前者为粒径较大的沙和块石,后者为由细颗粒与水混合形成的均质浆体.据此将泥石流体内(tǐnèi)的作用力简化为固相和液相、固相颗粒间的作用力.组成液相和固相的临界颗粒粒径界限判别式有下述式子ω≤vI(6)ω≤K0v*(7)D0≤K1·τB/(ρp-ρf)g(8)式中,ω——颗粒沉降速度;D0——颗粒临界粒径;I——泥石流沟床比降;v——泥石流平均流速;v*——泥石流与沟床的摩阻速度;τB——液相屈服应力;g——重力加速度;ρp,ρf——颗粒密度和液相密度;K0,K1——常数,取值范围:K0=0.25~1.0,K1=10~20.组成液相的最大颗粒粒径取计算结果的最大值.该模型中固液两相各用一组运动方程描述,两相之间则用相间作用力相耦合来描述.。四、泥石流运动及冲击作用泥石流计算理论包括流速计算、冲击力计算、流量计算、粗颗粒启动速度计算、冲淤计算、弯道超高及冲击爬高计算等,但最主要的应是流速计算和对防治结构的冲击力计算.在此方面,目前我国多从观测资料(zīliào)出发建立起一些地区性的经验公式,这些公式均以满宁公式为基础修正而成,具有鲜明的地区性泥石流流速是决定(juédìng)泥石流动力性质的最重要的参数,也是一个解决众多泥石流工程防治问题的主要参数之一,同时也是泥石流危害程度的表征。组别五、泥石流灾害的评估与预测韦方强等根据总平均损失最小原则,建立了不同损失条件下的泥石流预报模型,据此构建了云南蒋家沟泥石流漏报和