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散粒体斜坡地质灾害挡排固砂工程防治技术研究

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散粒体斜坡地质灾害挡排固砂工程防治技术研究

作者：卜祥航成都理工大学

学位级别：硕士

散粒体斜坡是指高陡斜坡在强风化作用下形成砂粒和碎屑，此类物质以碎石、角砾为主，粘粒含量少，且颗粒间连接力微弱，在自重及构造运动作用下发生溜动，并以天然休止角为坡角堆积。其不仅仅对道路的建设和安全运行影响甚大，同时又是... 详细信息

散粒体斜坡是指高陡斜坡在强风化作用下形成砂粒和碎屑，此类物质以碎石、角砾为主，粘粒含量少，且颗粒间连接力微弱，在自重及构造运动作用下发生溜动，并以天然休止角为坡角堆积。其不仅仅对道路的建设和安全运行影响甚大，同时又是泥石流的重要物源。目前国内外对散粒体斜坡的主要治理方法有：挡砂工程、排砂工程与固砂工程三大类。而散粒体斜坡灾害主要分布在我国经济比较落后的西部山区，投入的研究工作很少，仅有少量文献对其治理问题进行初步探讨。故本论文将重点研究散粒体斜坡的防治技术即稳固砂坡体、保护砂坡脚，室外物理模拟挡砂墙工程、棚硐工程和注浆固砂工程。本文确定了以汶川县、茂县、天山公路的野外现场调查为研究基础，采用野外实地调查、物理模拟、资料搜集、文献查阅等研究方法，分析散粒体斜坡不同防治工程的适用范围，并对散粒体斜坡的防治技术进行物理模拟试验研究。主要内容如下：（1）在野外调查的基础上，本文讨论了散粒体斜坡野外治理方法的适用范围及其优缺点，并推荐采用注浆固砂工程稳固砂坡体，其具有“以动制动”的特点。（2）通过注浆渗透性试验，分析了散粒体孔隙比对不同水灰比水泥浆液渗透的影响。（3）通过挡砂墙工程模拟试验，研究了墙后土压力分布规律及探讨了墙后土压力计算公式。（4）通过棚硐工程模拟试验，分析了棚硐工程设计中的相关参数，为散粒体斜坡开挖的影响高度和开挖方量以及棚硐的设置最佳角度、宽度提供参考依据。（5）通过注浆固砂工程模拟试验，研究了散粒体堆积结构对注浆固砂措施的影响，提出颗粒间孔隙比的影响最为主要;在固结体的剪切试验数据分析的基础上，提出了注浆固砂工程的可行性和合理性。

关键词：散粒体斜坡防治技术土压力注浆

石棉县熊家沟“7·04”泥石流堵江调查与分析

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水利学报 2016年第1期47卷 44-53页

作者：屈永平唐川卜祥航向国萍贾涛成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

汶川"5·12"地震以来,四川地区地质构造活动进入活跃期。而芦山"4·20"地震后,雅安地区地质灾害进入高发期。2013年7月4日20时,四川省雅安市石棉县熊家沟暴发了大规模泥石流过程,堵塞竹马河,造成重大经济损失和人员伤亡。为了研究地震... 详细信息

汶川"5·12"地震以来,四川地区地质构造活动进入活跃期。而芦山"4·20"地震后,雅安地区地质灾害进入高发期。2013年7月4日20时,四川省雅安市石棉县熊家沟暴发了大规模泥石流过程,堵塞竹马河,造成重大经济损失和人员伤亡。为了研究地震后熊家沟泥石流的堵江特征及其防止措施,通过泥石流流域野外调查,发现由于石-甘公路,特别是竹马河的河堤工程,使得熊家沟堆积区地形纵坡突增泥石流在其堆积区运动时,其汇入主河的运动方式发生突变。根据堵江型泥石流堆积区的纵坡变化特征,将该泥石流定义为工程纵坡增加型堵江泥石流。而对比熊家沟"7·04"泥石流物源的前后变化情况,可知其泥石流物源的平均转化率为0.307,且位于下游的泥石流物源更容易被侵蚀。通过熊家沟"7·04"泥石流的水上和水下堆积物筛分试验,发现其中值粒径d60增加值为3.4%,容重增加了3%。运用Spss统计软件和理论分析,得到工程纵坡增加型堵江泥石流的流速、流量与流域特征的关系,及其等衰减特征,为该区泥石流的类型研究及其防治提供一定依据。

关键词：纵坡堵江容重中值粒径衰减系数

汶川震区泥石流流域内滑坡物源量计算方法探讨

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水利学报 2015年第11期46卷 1298-1304页

作者：方群生唐川程霄王帅永张卫旭卜祥航成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

汶川地震后,震区山体破碎严重,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发,而泥石流流域内滑坡物源量直接影响泥石流暴发规模。笔者经过野外实际调查,以研究区的35条泥石流沟的147组滑坡体积、平均厚度、面积数据为样本进行分析,利用Matlab软件... 详细信息

汶川地震后,震区山体破碎严重,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发,而泥石流流域内滑坡物源量直接影响泥石流暴发规模。笔者经过野外实际调查,以研究区的35条泥石流沟的147组滑坡体积、平均厚度、面积数据为样本进行分析,利用Matlab软件对泥石流流域内滑坡体积和面积、平均厚度和面积、平均厚度和体积分别进行单因子回归分析,发现泥石流流域内滑坡体积和面积之间具有明显的幂函数的相关关系,而滑坡平均厚度和面积、平均厚度和体积之间具有明显的对数函数的相关关系,从而建立泥石流流域内滑坡物源量的计算模型。该模型为汶川震区泥石流流域内滑坡物源量的快速计算提供科学有效的方程,并且为该区域泥石流的危险性评价在滑坡物源因素上提供计算方法。

关键词：泥石流流域滑坡物源量滑坡平均厚度计算方法

“5·12”地震后汶川县泥石流特征与演化分析

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工程地质学报 2020年第6期28卷 1233-1245页

作者：李宁唐川卜祥航李浩宾地质灾害防治与环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 中国成都610059 国网四川省电力公司电力科学研究院中国成都610072 四川省地质环境监测总站中国成都610081

2008年“5·12”汶川地震极大地改变了震区泥石流的特征,不仅增强了泥石流的活动性,同时也使得震区在相当长的时间内都要面临泥石流的威胁。本文基于前人大量的研究成果,并利用遥感解译结合现场调查等手段,分析了汶川县泥石流沟道纵坡... 详细信息

2008年“5·12”汶川地震极大地改变了震区泥石流的特征,不仅增强了泥石流的活动性,同时也使得震区在相当长的时间内都要面临泥石流的威胁。本文基于前人大量的研究成果,并利用遥感解译结合现场调查等手段,分析了汶川县泥石流沟道纵坡降、沟壑密度、两岸坡度等基本发育特征;进而分析了地震前后汶川县降雨分布及泥石流相关降雨参数变化特征。结果显示,流域内泥石流沟的沟壑密度在0.2~4之间,属于微度土壤侵蚀区域,泥石流的沟床纵坡降偏大,有利于泥石流的发生;泥石流流域内斜坡坡度多为30°~40°,有利于灾害的发生;震后汶川县年均降雨量增加了5.17%,降雨多集中在7~9月份,降雨量由南及北逐渐降低;震后泥石流的降雨阈值在2008~2013年呈现缓慢回升的趋势,但2019年又有所下降,预计恢复到震前水平尚需要一定时间;同时震后汶川县泥石流物源丰富,震后物源量呈现“震荡式衰减”的演化趋势,但体量仍然很大,对泥石流仍需坚持监测预警工作。

关键词：汶川地震泥石流发育特征降雨阈值物源演化

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散粒体斜坡注浆固坡工程防治技术实验研究

工程地质学报 2015年第3期23卷 415-419页

作者：卜祥航傅荣华李宁谭超地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059 四川省地质工程勘察院成都610059

目前,国内外对散粒体斜坡的防治措施研究甚少。笔者推荐注浆固坡工程防治技术,具有"以动制动"特点。本文通过室外注浆物理模拟实验,得出注浆后固结体形态有舌形、灵芝形、柱形、长倒锥形、短倒锥形,其有效半径分别是46.3cm、26cm、21.4c... 详细信息

目前,国内外对散粒体斜坡的防治措施研究甚少。笔者推荐注浆固坡工程防治技术,具有"以动制动"特点。本文通过室外注浆物理模拟实验,得出注浆后固结体形态有舌形、灵芝形、柱形、长倒锥形、短倒锥形,其有效半径分别是46.3cm、26cm、21.4cm、16.5cm、40cm、29.4cm。结合现场颗粒取样筛分实验,研究了散粒体堆积结构对注浆固坡措施的影响,提出颗粒间孔隙比的影响最为主要,并通过计算机优化回归得出注浆量及浆液扩散半径的公式;最后对固结体进行直剪试验,得出注浆后的散粒体强度增加,说明了注浆固坡工程的可行性和合理性。这对散粒体斜坡坡体实施注浆加固工程具有重大的参考价值。

关键词：散粒体斜坡模拟实验注浆扩散半径注浆量可行性

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烧房沟滑坡型泥石流工程治理及效果分析

工程地质学报 2016年第2期24卷 220-227页

作者：卜祥航唐川屈永平常鸣程霄地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

国内对泥石流治理措施谷坊坝、格栅坝的作用和效果研究较多,而对滑坡型泥石流的综合治理措施和效果研究较少。2010.8.14强降雨过程导致汶川震区映秀镇烧房沟滑坡型泥石流暴发,通过分析其运动过程和现状沟道特征,结合滑坡堵点和沟道深切... 详细信息

国内对泥石流治理措施谷坊坝、格栅坝的作用和效果研究较多,而对滑坡型泥石流的综合治理措施和效果研究较少。2010.8.14强降雨过程导致汶川震区映秀镇烧房沟滑坡型泥石流暴发,通过分析其运动过程和现状沟道特征,结合滑坡堵点和沟道深切的特点,治理工程采用"防堵防切"综合工程结构形式:"上游谷防群+中游抗滑桩、挡土板和肋板护脚护底+下游3座格栅坝+渡槽明洞跨越G213",并分析各分项工程作用:"减弱龙头动能"+控制LS01堵点、保护"鞋尖"+"拦粗放细"、"顺畅排导"。最后利用"2010.8.14"与"2013.7.10"的历史降雨量和固体参与量对比、工程治理前后动储量对比和各分项工程治理前后的沟道特点对比,验证了烧房沟滑坡型泥石流综合治理工程的效果良好。为今后震区滑坡型泥石流工程防治提供参考。

关键词：滑坡型泥石流堰塞体工程治理效果分析汶川地震烧房沟

四川省石棉县“7·4”特大泥石流堆积物粒度分布及结构分维

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防灾减灾工程学报 2017年第6期37卷 1016-1022页

作者：卜祥航唐川屈永平向国萍贾涛国家电网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610059 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

运用图算粒度参数法和分形理论对石棉县"2013·7·4"特大泥石流堆积物的粒度参数(平均粒径、分选系数、偏度、峰态)和结构维数进行研究分析。研究表明:通过粒度参数法分析,后沟、熊家沟和马颈子沟特大泥石流堆积物分选性分别为差、很差... 详细信息

运用图算粒度参数法和分形理论对石棉县"2013·7·4"特大泥石流堆积物的粒度参数(平均粒径、分选系数、偏度、峰态)和结构维数进行研究分析。研究表明:通过粒度参数法分析,后沟、熊家沟和马颈子沟特大泥石流堆积物分选性分别为差、很差、很差,沉积均已以粗组分为主;通过分形理论分析,后沟、熊家沟和马颈子沟特大泥石流均属于粘性泥石流,且粒度分布不均匀。粒度参数分析和结构维数计算相结合可以很好地了解"2013·7·4"特大泥石流堆积物的分选性、粒度分布情况、泥石流的类型等,为研究区泥石流的形成、运动、堆积特征和数值模拟研究提供参考依据和数据。

关键词：泥石流堆积物粒度分布结构维数四川石棉

浅析刚体极限平衡法对危岩体稳定性评价的应用

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长春工程学院学报（自然科学版） 2013年第3期14卷 75-78,103页

作者：赵蒙卜祥航成都理工大学环境与土木工程学院成都610059

刚体极限平衡法是边坡稳定性分析中常用的方法,文中对刚体极限平衡法的理论基础进行了简要介绍,并以"5·12"地震灾区雅安市宝兴县某灰岩区及花岗岩区危岩体为研究对象,对该危岩体进行稳定性评价分析,结果表明了刚体极限平衡法在危岩体... 详细信息

刚体极限平衡法是边坡稳定性分析中常用的方法,文中对刚体极限平衡法的理论基础进行了简要介绍,并以"5·12"地震灾区雅安市宝兴县某灰岩区及花岗岩区危岩体为研究对象,对该危岩体进行稳定性评价分析,结果表明了刚体极限平衡法在危岩体稳定性分析中的简便性。

关键词：危岩体稳定性刚体极限平衡法应用研究

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基于数值模拟的小流域泥石流危险性评价研究

长江流域资源与环境 2018年第1期27卷 197-204页

作者：杨涛唐川常鸣卜祥航龚柯王飞龙成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

通过重点研究岷江小流域内6条泥石流沟,采用野外实地调查和遥感影像解译,以及在同实际降雨频率相同的条件下运用FLO-2D进行的数值模拟,重现了泥石流暴发现状,得出其堆积扇危险特征,与实际作出对比验证,计算出其堆积扇面积的误差比率在-2... 详细信息

通过重点研究岷江小流域内6条泥石流沟,采用野外实地调查和遥感影像解译,以及在同实际降雨频率相同的条件下运用FLO-2D进行的数值模拟,重现了泥石流暴发现状,得出其堆积扇危险特征,与实际作出对比验证,计算出其堆积扇面积的误差比率在-25%~12%之间,冲出量的误差比率在-16%^-1%之间,模拟结果较好。并同时对研究区内高、中、低3种危险类型的面积及特征进行分析,得出小流域内的泥石流堆积扇危险面积所占比例。根据相同参数设计模拟5%、1%降雨频率下泥石流结果,得出3种不同频率下的堆积扇平均堆积深度、堆积扇面积和冲出量,可为研究区的泥石流风险评估、预警预报、工程治理和危险范围分区提供有效的参考依据。

关键词：绵虒镇小流域泥石流 FLO-2D 数值模拟危险性评价