基于GDEM的泥石流启动过程及成灾范围反演分析

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作者 周平根 冯春 +1 位作者 武杰 王喜彦 《中国铁路》 北大核心 2024年第1期38-47,共10页

降雨型泥石流形成过程是一个水力耦合的复杂非线性过程,四川省绵竹市清平乡文家沟“8·13”特大泥石流灾害造成严重经济损失和人员伤亡。根据现场调查和资料收集,在文家沟区域地质环境条件的基础上,分析文家沟泥石流的形成条件;基于... 降雨型泥石流形成过程是一个水力耦合的复杂非线性过程,四川省绵竹市清平乡文家沟“8·13”特大泥石流灾害造成严重经济损失和人员伤亡。根据现场调查和资料收集,在文家沟区域地质环境条件的基础上,分析文家沟泥石流的形成条件;基于GDEM力学分析软件,采用深度积分的有限体积法对“8·13”泥石流的启动过程和成灾范围进行反演分析:启动阶段物源变形模拟采用摩尔库伦准则,当松散物源摩擦角为8°、黏聚力为50 Pa时,降雨1 h后,泥沙浓度达到15%,泥石流初步形成;运动堆积阶段泥石流运动及铲刮效应模拟采用Savage-Hutter模型,综合摩擦系数为3°时的成灾范围与“8·13”泥石流的成灾范围基本一致。 展开更多

关键词 GDEM 泥石流 地质灾害 力学模拟 启动过程 成灾范围 文家沟

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沟道堆积体失稳破坏引发泥石流的起动机理研究进展 被引量：2

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作者 周易辰 陈华勇 +4 位作者 阮合春 李霄 俞昀晗 牟芸莹 孟昊阳 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1-11,共11页

地震引发的崩塌、滑坡等次生灾害在沟道中形成的松散堆积体,在强降雨作用下发生失稳破坏,引发规模庞大的泥石流。对该类泥石流进行系统地研究并揭示其起动机理和破坏规律,能够为我国西南地区泥石流防治工程提供一定的理论参考。因此,基... 地震引发的崩塌、滑坡等次生灾害在沟道中形成的松散堆积体,在强降雨作用下发生失稳破坏,引发规模庞大的泥石流。对该类泥石流进行系统地研究并揭示其起动机理和破坏规律,能够为我国西南地区泥石流防治工程提供一定的理论参考。因此,基于现阶段的国内外研究现状,重点分析了沟道堆积体稳定性影响因素,梳理了4种失稳破坏模式,凝练出了2种沟道堆积体的起动机理,并以水力类泥石流的观点归纳总结了三类沟道堆积体失稳破坏引发泥石流的临界起动模型。最后,由于沟道堆积体失稳破坏引发的泥石流起动过程本身的复杂性,基于对现有成果的不足分析,提出了该类泥石流涉及的3个重难点科学问题。 展开更多

关键词 沟道堆积体 失稳破坏 泥石流 起动机理 临界模型

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台风暴雨型泥石流启动机理物理模型试验研究

3

作者 满好 熊朝正 +3 位作者 吉锋 石豫川 王敬勇 赵涛涛 《人民长江》 北大核心 2024年第8期125-132,共8页

台风暴雨型泥石流具有很高的突发性、群发性和破坏性,对这种特殊类型泥石流启动机理的研究尤为重要。以“利奇马”台风引发的安徽宁国抽水蓄能电站库区泥石流灾害为典型案例,在现场勘探、调查、测试的基础上,查明了泥石流沟谷特征、形... 台风暴雨型泥石流具有很高的突发性、群发性和破坏性,对这种特殊类型泥石流启动机理的研究尤为重要。以“利奇马”台风引发的安徽宁国抽水蓄能电站库区泥石流灾害为典型案例,在现场勘探、调查、测试的基础上,查明了泥石流沟谷特征、形成条件及物源分布;采用人工降雨物理模型试验方法,监测降雨过程中土体孔隙水压力、体积含水率、土压力和侵蚀特征等指标变化,研究了台风暴雨型泥石流的启动机理。结果表明:①台风暴雨型泥石流过程分为降雨入渗、超渗径流、物源侵蚀堆积、短历时强降雨启动4个阶段。②台风暴雨型泥石流发生在浅层土体达到高含水率和高孔隙水压力之后,需要前期一定的累积降雨。③较小雨强条件下沟谷产生稀性泥石流,降雨强度的陡增引起径流强度及侵蚀作用急剧加强,大量固体物质启动,暴发的泥石流由稀性转为黏性,沟口可见较大规模堆积扇。④整个沟谷均可见侵蚀沟道不同程度贯通分布,沟道侵蚀深度随高程的降低呈现增大趋势。研究结果可为台风暴雨型泥石流灾害风险防控提供参考。 展开更多

关键词 台风暴雨 泥石流 启动机理 模型试验 安徽宁国抽水蓄能电站

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东河口滑坡-碎屑流高速远程运移机制探讨 被引量：50

4

作者 孙萍 张永双 +3 位作者 殷跃平 汪发武 吴树仁 石菊松 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期737-744,共8页

青川东河口滑坡-碎屑流是"5.12"汶川大地震触发的典型高速远程滑坡,滑坡自高程1300m处开始滑动,总滑程约2400m,致使780余人遇难。野外调研结果表明,该滑坡自启动到最终静止,分别经历了滑坡启动阶段、重力加速阶段、圈闭气垫... 青川东河口滑坡-碎屑流是"5.12"汶川大地震触发的典型高速远程滑坡,滑坡自高程1300m处开始滑动,总滑程约2400m,致使780余人遇难。野外调研结果表明,该滑坡自启动到最终静止,分别经历了滑坡启动阶段、重力加速阶段、圈闭气垫效应飞行阶段、撞击折返阶段及长距离滑动堆积阶段5个重要动力过程,最终抵达下寺河左岸的红花地村并形成堰塞湖。文中通过对该高速远程滑坡-碎屑流的地质背景及形态特征进行剖析认为,东河口滑坡启动区的断层破碎带、局部凸起地形以及力学性质较差的千枚岩、板岩的存在,对该滑坡的启动均有着显著影响;滑坡体在运行一段距离后是否可以继续保持高速远程滑动,除了有利的地形外,滑体滑动路径上高含水量的溪流堆积物的存在,是促使该滑坡成为高速远程滑坡-碎屑流的重要原因之一。 展开更多

关键词 汶川地震 东河口滑坡-碎屑流 启动机制 高速远程运移机制

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汶川震区暴雨泥石流激发雨量特征 被引量：50

5

作者 周伟 唐川 周春花 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期650-655,共6页

利用搜集的汶川震区典型泥石流暴发前后的降雨过程资料,分析了泥石流的激发雨量过程,获得了汶川震区的泥石流激发雨量特征,以期为泥石流的预测预报提供依据。结果表明,汶川地震区的泥石流激发雨型可分为快速激发型、中速激发型和慢速激... 利用搜集的汶川震区典型泥石流暴发前后的降雨过程资料,分析了泥石流的激发雨量过程,获得了汶川震区的泥石流激发雨量特征,以期为泥石流的预测预报提供依据。结果表明,汶川地震区的泥石流激发雨型可分为快速激发型、中速激发型和慢速激发型3类,其差异主要体现在降雨的持续时间和强度方面。不同激发雨型下的泥石流形成过程的差别主要体现在松散土体饱和过程。雨型的差异(降雨的持续时间和强度)使得土体饱和产生超渗产流的时间出现差异,进而使得泥石流暴发的时间存在差异。激发雨强跟激发雨型存在一定的关系,激发雨强最大者为中速激发雨型,其次是慢速激发雨型,最小者为快速激发雨型。与地震之前相比,地震后的泥石流暴发时的累积雨量和临界雨量都有所降低。 展开更多

关键词 泥石流 激发雨强 形成机理 汶川地震

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沟道侵蚀型泥石流起动临界条件研究进展 被引量：6

6

作者 王涛 陈宁生 +1 位作者 邓明枫 杨成林 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2014年第2期75-80,共6页

沟道侵蚀型泥石流是泥石流的主要类型之一,研究其起动机理和起动临界条件有助于泥石流治理和预警预报。虽然多年来对沟道侵蚀型泥石流的起动研究有了一些成果,但目前对其起动机理的认识还存在局限,现有起动临界条件计算方法也不成熟,在... 沟道侵蚀型泥石流是泥石流的主要类型之一,研究其起动机理和起动临界条件有助于泥石流治理和预警预报。虽然多年来对沟道侵蚀型泥石流的起动研究有了一些成果,但目前对其起动机理的认识还存在局限,现有起动临界条件计算方法也不成熟,在很大程度上制约了防灾减灾的进展。为深入研究沟道侵蚀型泥石流的形成机理和起动临界条件计算方法,回顾了国内外学者在相关领域的研究成果,系统总结了沟道侵蚀型泥石流起动研究现状,并对沟道侵蚀型泥石流未来研究方向做出展望。 展开更多

关键词 沟道侵蚀型泥石流 泥石流起动 机理 临界条件 研究进展

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暴雨型泥石流预警模型初步研究 被引量：19

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作者 屈永平 唐川 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期1-7,共7页

2010年8月13日四川都江堰市龙池地区暴发了特大规模的群发性暴雨型泥石流过程,给龙池地区的震后恢复重建带来了巨大的灾难,因此,研究该区泥石流发生机理和预警十分必要。本文在总结前人关于泥石流暴发与降雨条件研究成果基础上,发现泥... 2010年8月13日四川都江堰市龙池地区暴发了特大规模的群发性暴雨型泥石流过程,给龙池地区的震后恢复重建带来了巨大的灾难,因此,研究该区泥石流发生机理和预警十分必要。本文在总结前人关于泥石流暴发与降雨条件研究成果基础上,发现泥石流物源含水量及地表径流流深等是导致流域内松散物源启动的主要原因。根据其前期降雨量和有效降雨强度等特征,建立了泥石流流域物源土体颗粒个别启动、局部启动和大量启动的判别式,建立了适合该区域暴雨泥石流预警模型,将可能诱发泥石流暴发的不同降雨条件划分为蓝、黄和红色3个危险等级,为该区泥石流监测预警提供了科学依据。 展开更多

关键词 都江堰市 泥石流 降雨条件 启动机理 预警模型

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浅层滑坡型火后泥石流起动机理研究进展与案例分析 被引量：11

8

作者 雷鸣宇 崔一飞 +1 位作者 倪钧钧 李尧 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期786-797,共12页

火后泥石流由起动条件的不同可以分为表面径流型火后泥石流和浅层滑坡型火后泥石流。由于表面径流型火后泥石流多发生于火灾后的前两年,水土流失严重,灾害效应明显,因此,大多数研究集中在表面径流型火后泥石流。然而,对于火灾较长时间... 火后泥石流由起动条件的不同可以分为表面径流型火后泥石流和浅层滑坡型火后泥石流。由于表面径流型火后泥石流多发生于火灾后的前两年,水土流失严重,灾害效应明显,因此,大多数研究集中在表面径流型火后泥石流。然而,对于火灾较长时间后发生的浅层滑坡型火后泥石流,现有研究相对较少,这制约了人们对于浅层滑坡型火后泥石流起动条件和起动机理的认知。与表面径流型火后泥石流相比,浅层滑坡型火后泥石流的形成主要是由于根-土强度的退化导致。因此,定量测定火灾后根和土强度的衰减,是了解浅层滑坡型火后泥石流机理的必要条件。本文以四川省凉山州木里县的火后浅层滑坡为研究对象,针对未火烧、火烧后3年及火烧后9年的马尾松进行根系数量统计、根系极限抗拉力测试、根土复合体抗剪强度测试及对不同火烧后时间的坡体进行稳定性分析。结果表明,火后根系数量、极限抗拉力随火后时间而递减。由于火灾造成植被死亡根系腐烂,土中产生大孔隙,使得根土复合体抗剪强度下降,进而造成降雨条件下的浅层滑坡的起动。研究成果解释了火灾后数年内浅层滑坡-泥石流的起动机理,为滑坡型火后泥石流防灾减灾提供了数据支撑。 展开更多

关键词 火后浅层滑坡-泥石流 根系腐烂 土体强度 边坡稳定性系数 灾害起动机理

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强震区震后泥石流物源起动机制研究现状 被引量：5

9

作者 张友谊 叶小兵 顾成壮 《灾害学》 CSCD 北大核心 2020年第3期144-149,共6页

汶川特大地震对震区山体结构的破坏导致震后泥石流物源激增,次生泥石流灾害频发。为进一步探究震后泥石流物源起动机制,通过资料收集与分析的方法,概述了强震区震后泥石流物源起动机制研究现状,从野外调查、物理模拟试验、数值模拟分析... 汶川特大地震对震区山体结构的破坏导致震后泥石流物源激增,次生泥石流灾害频发。为进一步探究震后泥石流物源起动机制,通过资料收集与分析的方法,概述了强震区震后泥石流物源起动机制研究现状,从野外调查、物理模拟试验、数值模拟分析三个方面总结了目前震后泥石流物源起动机制研究的主要进展及理论成果,在此基础上,提出针对震后泥石流物源起动机制进一步研究的建议:模型试验应加强降雨过程、降雨类型等相似律的研究;数值模拟分析计算模型应注重考虑侵蚀和挟带影响,同时加强区域大尺度复杂地形泥石流起动的模拟分析;此外,应重视地质环境脆弱山区高位物源成灾机理研究。 展开更多

关键词 强震区 泥石流物源 起动机制 研究进展

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初始含水率对冰川泥石流的起动影响分析 被引量：9

10

作者 潘蕾 魏学利 +2 位作者 张远芳 李宾 杨新龙 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期116-122,共7页

通过开展不同初始含水率天然冰碛土的冰川泥石流起动试验,近似模拟不同前期降雨量下融水冲刷冰碛物形成泥石流的起动过程。结果表明:(1)研究区冰川泥石流起动类型为坍塌推移型;(2)初始含水率较低时渗流作用表现明显,渗流侵蚀将大量细颗... 通过开展不同初始含水率天然冰碛土的冰川泥石流起动试验,近似模拟不同前期降雨量下融水冲刷冰碛物形成泥石流的起动过程。结果表明:(1)研究区冰川泥石流起动类型为坍塌推移型;(2)初始含水率较低时渗流作用表现明显,渗流侵蚀将大量细颗粒运移,致使粒间孔隙增大至原孔隙率的2倍,土体骨架颗粒重新排列,颗粒间接触力降低,土体产生局部失稳变形,孔隙水压力呈"突降-突增-突降"趋势;(3)初始含水率较高时渗流与冲刷共同起主导作用,泥石流呈阵流爆发且与孔隙水压力峰值相对应;(4)含水率和孔隙水压力呈周期性变化,土体初始含水率与含水率达到峰值所需时间呈负相关关系;(5)基于试验现象及含水率和孔压的变化特征,将研究区泥石流起动过程划分为4个阶段,将其起动机理分为内渗流侵蚀、前缘骨架坍塌和径流冲刷起动。 展开更多

关键词 前期降雨量 初始含水率 冰川泥石流 孔隙水压力 体积含水率 起动机理

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人工降雨条件下冲沟型泥石流起动试验研究 被引量：16

11

作者 倪化勇 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期111-118,共8页

下垫面以位于贡嘎山东坡的熊家沟为模型,开展了不同降雨强度条件下冲沟型泥石流起动的模拟试验,初步研究了冲沟型泥石流的形成机理和演化特征。试验研究表明:(1)在强降雨条件下,水体入渗速度、不同深度土体含水量变化与降雨强度呈反比... 下垫面以位于贡嘎山东坡的熊家沟为模型,开展了不同降雨强度条件下冲沟型泥石流起动的模拟试验,初步研究了冲沟型泥石流的形成机理和演化特征。试验研究表明:(1)在强降雨条件下,水体入渗速度、不同深度土体含水量变化与降雨强度呈反比例关系,降雨强度越大,越不利于水体入渗,而有利于坡面汇流、冲沟径流和下切侵蚀;(2)在强降雨和径流条件下,土体破坏方式、破坏程度以及泥石流形成机理表现出差异性。相对较小雨强降雨条件下,土体破坏方式以滑坡为主,泥石流形成模式表现为滑坡液化与转化起动,雨强较大降雨条件下,土体破坏方式以侵蚀垮塌为主,泥石流形成模式为洪流席卷垮塌体和沟床揭底;(3)起动试验中泥石流阵性特征明显。在强降雨条件下,雨强与泥石流的规模、黏度之间没有正相关性,雨强越大,泥石流黏度越小,试验中多出现的是高含砂洪流,而相对较小雨强作用下由土体液化转化形成的泥石流黏度较大。试验现象和结果与熊家沟泥石流起动、发生过程具有较高的一致性。 展开更多

关键词 冲沟型泥石流 人工降雨 模拟试验 雨强 形成机理 熊家沟

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土力类泥石流起动机理研究进展 被引量：2

12

作者 朱兴华 孔静雯 +2 位作者 张妮 康永闯 王梦奎 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第30期13162-13171,共10页

泥石流是中国常见的一种形成过程复杂和具有较强破坏力的地质灾害,常造成严重的经济损失和人员伤亡。泥石流起动机理的研究既是泥石流灾变机制研究的核心问题,也是泥石流防灾减灾理论与技术研发的基础。系统梳理了土力类泥石流起动机理... 泥石流是中国常见的一种形成过程复杂和具有较强破坏力的地质灾害,常造成严重的经济损失和人员伤亡。泥石流起动机理的研究既是泥石流灾变机制研究的核心问题,也是泥石流防灾减灾理论与技术研发的基础。系统梳理了土力类泥石流起动机理的已有研究成果,总结了泥石流起动的孕灾条件;对中外学者土力类泥石流起动机理的研究进行了分析与探讨,并分析其优缺点;总结了目前土力类泥石流的起动模型,最后对目前土力类泥石流起动机理的研究不足及未来发展方向进行分析探讨。该研究对土力类泥石流起动机理的研究和促进学科发展具有一定的价值。 展开更多

关键词 孕灾条件 起动机理 起动模型 土力类泥石流

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沟道松散堆积体冲刷启动机理与泥石流-拦挡坝相互作用研究 被引量：2

13

作者 张座雄 刘兴荣 +2 位作者 王喜红 王磊 时岩 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1106-1115,1155,共11页

汶川地震后我国西部山区大量崩滑体堵塞泥石流沟道,形成堰塞坝,暴雨条件下极易溃决形成溃决洪水,剧烈冲刷侵蚀下游松散堆积体,形成或加剧泥石流灾害规模,对下游拦挡工程的破坏性极强。通过室内水槽试验,监测堆积体内和拦挡坝后相关土水... 汶川地震后我国西部山区大量崩滑体堵塞泥石流沟道,形成堰塞坝,暴雨条件下极易溃决形成溃决洪水,剧烈冲刷侵蚀下游松散堆积体,形成或加剧泥石流灾害规模,对下游拦挡工程的破坏性极强。通过室内水槽试验,监测堆积体内和拦挡坝后相关土水、动力参数响应规律,分析松散堆积体冲刷侵蚀启动力学机制及其与拦挡坝相互作用机理,并推导出考虑孔隙水压力的泥石流冲击力计算公式。结果表明:(1)冲刷启动过程中堆积体以溯源侵蚀、侧蚀为主,体积含水率和孔隙水压力先增后减,基质吸力呈波动减小。(2)在泥石流冲击拦挡坝过程中,坝后出现两次冲击峰值,第一次拦挡坝泄水通畅,振动加速度为1.29 m/s^(2);第二次排水受阻,振动加速度为1.22 m/s^(2),同时泥位达到峰值95 mm。(3)泥石流对拦挡坝的整体冲击力由动、静两部分组成,静冲击力与坝后孔隙水压力呈正比,而动冲击力与流速的平方呈正比。研究成果可为震后泥石流沟道松散堆积体冲刷启动机理研究与防治工程优化提供理论与技术支持。 展开更多

关键词 溃决洪水 松散堆积体 启动机理 泥石流拦挡坝 冲击力

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