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基于通径分析与可拓学的公路泥石流危险性评价

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吉林大学学报（工学版） 2014年第3期44卷 895-900页

作者：王英杰王磊荣起国武永辉吉林大学建设工程学院长春130026 北京大学工学院北京100871 武警工程大学基础部西安710086

利用通径分析,将公路泥石流危险性评价因子进行精简,选取对泥石流危险性影响较大的主沟长度、一次泥石流最大冲出量、流域面积、泥沙补给段长度比、流域最大相对高差、主沟床弯曲系数以及24h最大降雨量等7个因子,并在此基础上利用可拓... 详细信息

利用通径分析,将公路泥石流危险性评价因子进行精简,选取对泥石流危险性影响较大的主沟长度、一次泥石流最大冲出量、流域面积、泥沙补给段长度比、流域最大相对高差、主沟床弯曲系数以及24h最大降雨量等7个因子,并在此基础上利用可拓学方法对泥石流危险性进行评价。选取大西沟地区泥石流沟,根据可拓集合的关联函数计算可得到泥石流沟关于四类危险性级别的关联度分别为K1(p)=-0.2889,K2(p)=0.0344,K3(p)=-0.6265,K4(p)=-0.7504,由此可判断该泥石流沟危险性等级属于中度危险,该评价结果与实际调查时所用的刘希林模型、灰关联度方法评价结果一致,说明本文所选用的评价因子及评价结果具有一定的合理性与可靠性,可为减轻公路泥石流灾害提供依据。

关键词：工程地质学公路泥石流危险性评价通径分析可拓学

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基于地貌演化阶段的公路泥石流危险性评价

长安大学学报（自然科学版） 2013年第5期33卷 45-51页

作者：陈远川陈洪凯唐红梅重庆文理学院经济管理学院重庆402160 重庆交通大学岩土工程研究所重庆400074

为了运用地学方法对公路泥石流危险性进行评价,建立了泥石流沟不同地貌演化阶段与泥石流灾害规模、频率的关系,构建了泥石流沟不同演化阶段与泥石流灾害危险性等级之间的映射关系,据此进行公路泥石流灾害危险性评价。以横断山区美姑河... 详细信息

为了运用地学方法对公路泥石流危险性进行评价,建立了泥石流沟不同地貌演化阶段与泥石流灾害规模、频率的关系,构建了泥石流沟不同演化阶段与泥石流灾害危险性等级之间的映射关系,据此进行公路泥石流灾害危险性评价。以横断山区美姑河流域公路泥石流为例,从区域新构造应力场、泥石流物源和气象条件3个方面分析了泥石流灾害发育的宏观规律,并应用泥石流沟发育阶段与泥石流灾害危险性等级的映射关系评价美姑河流域沿河公路泥石流灾害危险性。研究结果表明:泥石流沟谷地貌的整个演化过程中,在壮年偏幼年期泥石流灾害危险性等级最高,各发育阶段按泥石流灾害危险性大小由高到低排序为壮年偏幼、壮年、幼年、壮年偏老、老年;横断山区美姑河流域公路泥石流沟77.5%处于危及公路地质安全的状态。

关键词：道路工程山区沿河公路公路泥石流危险性评价地貌演化美姑河

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《公路泥石流防治工程设计指南》梗概

公路 2005年第11期50卷 136-141页

作者：陈洪凯马康马永泰唐红梅重庆交通学院岩土工程研究所重庆市400074 四川省交通厅公路局成都市610041 四川省凉山彝族自治州公路局西昌市615000

泥石流是山区公路的主要病害。简述了《公路泥石流防治工程设计指南》(简称《指南》)的编写背景及依据,概述了《指南》的主要技术框架以及《指南》应用过程中应注意的几个关键问题,为公路建设及养护等相关技术规范的修改提供了重要依据。

关键词：公路泥石流防治工程设计指南梗慨

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公路泥石流危险性评价方法与系统

公路泥石流危险性评价方法与系统

作者：谷秀芝重庆交通大学

学位级别：硕士

泥石流是典型的地质灾害现象,对泥石流区域内人民生活造成巨大影响,特别是对穿越泥石流沟或沿泥石流沟岸的公路会造成毁灭性的破坏,往往造成公路长期阻断,严重制约当地的经济发展。我国泥石流分布数量多,仅西部地区就有公路泥石流沟600... 详细信息

泥石流是典型的地质灾害现象,对泥石流区域内人民生活造成巨大影响,特别是对穿越泥石流沟或沿泥石流沟岸的公路会造成毁灭性的破坏,往往造成公路长期阻断,严重制约当地的经济发展。我国泥石流分布数量多,仅西部地区就有公路泥石流沟6000余条、川藏公路受泥石流危害里程累计可达160余公里,全国由泥石流造成的经济损失高达50亿元每年。因此对我国公路泥石流进行危险性评价是非常有必要且极具现实意义的。首先,针对目前公路泥石流灾害的研究在实践应用中存在的局限性,基于已有的相关研究成果,介绍了国内公路泥石流的特点,综述了公路泥石流危险性评价的国内外研究现状,总结了公路泥石流的活动特征、形成机理和成灾方式,并且详细介绍了泥石流对公路的破坏性。其次,建立了公路泥石流危险性评价体系。在危险性评价体系建立方面,对公路泥石流危险性评价指标的选取、规范化处理、权重的确定、以及评价模型的建立等进行了系统研究:提出了一种新的评价指标选取方法,基本解决了所选指标代表性和全面性难以兼顾的问题;利用模糊数学理论,提出了直线型、折线型和曲线型三种规范化处理方法,使得公路泥石流危险性评价指标规范化处理更合理;并对传统层次分析法(AHP)进行了改进,使构造的判断矩阵具有客观性,避免了人为因素的影响,使权重的确定更合理;基于上述研究,运用可拓方法建立公路泥石流危险性评价模型,提出了一套普适性强、信息数据处理易于操作、评价结果可靠的公路泥石流危险性评价方法。然后,利用VB编程,建立了公路泥石流危险性评价系统。基于公路泥石流危险性评价体系模型的构建,分析了公路泥石流危险性评价系统的设计目标、设计原则、整体结构设计以及系统模块分析与设计,并且详细给出了公路泥石流危险性评价系统所需要的运行环境和主要模块。最后,基于层次分析法的可拓理论,对美姑河牛牛坝公路泥石流的危险性进行了评价。同时介绍了美姑河牛牛坝公路泥石流形成的地质环境因素,并且详细给出牛牛坝公路泥石流的危险性因子、危险性等级确定标准等,通过对结果进行对比分析,得出美姑河牛牛坝公路泥石流的危险性评价等级为中度危险。从而完成了本文对公路泥石流危险性评价的目的和任务,为公路泥石流防灾减灾提供了一条新的途径和方法。

关键词：公路泥石流可拓学危险性评价层次分析法物元模型

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公路泥石流防治结构冲磨性能优化研究

中国地质灾害与防治学报 2007年第2期18卷 37-41页

作者：陈野鹰唐红梅陈洪凯重庆交通大学岩土工程研究所重庆400074

作为山区公路一种典型地质灾害的泥石流是液相泥浆与固相岩土的二相混合流,对防治结构的磨蚀破坏极其严重,使防治结构的有效使用寿命缩短35%～50%,降低了防治结构安全性能,严重威胁公路交通的正常运营。为增强防治结构耐久性、提高公路... 详细信息

作为山区公路一种典型地质灾害的泥石流是液相泥浆与固相岩土的二相混合流,对防治结构的磨蚀破坏极其严重,使防治结构的有效使用寿命缩短35%～50%,降低了防治结构安全性能,严重威胁公路交通的正常运营。为增强防治结构耐久性、提高公路交通的安全性能,作者通过泥石流与防治结构的偶合作用、流体力学理论与固体磨蚀原理,从结构设计和构造材料两方面对防治结构的抗磨性能进行了研究,创建了既能避免泥石流直接冲撞、又能降低泥石流磨损的防治结构轴线方程。根据磨蚀量计算理论,对四川西昌平川泥石流防治结构的磨蚀量进行对比计算,优化后的磨蚀计算量约为优化前的36%,抗御泥石流冲击磨蚀的能力得到显著地增强,显示了优化防治结构的优越性。研究成果为合理设计速、排结构与拦渣坝等防治结构提供了理论依据。但是,作为2相流的泥石流,对防治结构的粘滞、摩擦作用是一个非常复杂的过程,也是正确计算磨蚀量的关键参数之一。因此,进一步展开泥石流体物性研究具有重要价值。

关键词：公路泥石流防治结构冲磨破坏优化四川西昌市

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公路泥石流排导结构设计原理

公路泥石流排导结构设计原理

作者：孙晓勇重庆交通大学

学位级别：硕士

泥石流是山区常见的地质灾害。我国山地约占国土面积的三分之二,是世界上泥石流分布较广泛和灾害较严重的国家之一。随着山区经济开发和公路的伸展,公路遇到的泥石流灾害亦随之增加。我国每年雨季因此而造成的断道、抢险、养护和整治费... 详细信息

泥石流是山区常见的地质灾害。我国山地约占国土面积的三分之二,是世界上泥石流分布较广泛和灾害较严重的国家之一。随着山区经济开发和公路的伸展,公路遇到的泥石流灾害亦随之增加。我国每年雨季因此而造成的断道、抢险、养护和整治费用以及直接与间接的经济损失数以亿元计,人员伤亡、设备被毁和行车安全事故时有发生,成为山区公路建设和运营管理的重要制约因素。山区公路泥石流灾害的治理亟待研究。针对常见的公路泥石流防治结构—泥石流排导结构,本文综合运用结构力学、弹性力学、材料力学、高等土力学等学科理论对排导结构的内力进行了详细的分析,重点研究了底越式排导结构和顶越式排导结构的设计方法,为公路泥石流防治结构的设计提供理论支撑。取得的研究成果如下:(1)针对大块石冲击力往往导致防治结构的破坏,而常用的泥石流大块石冲击力采用船筏撞击力导致计算结果很大,无法运用到工程实际中,本文采用能量法对泥石流大块石的冲击力进行了计算,这种计算方法为泥石流防治结构的设计提供了又一种思路。(2)对汇流槽在泥石流冲击力作用下的内力进行了分析,为简化计算,便于应用于实际工程,把汇流槽看作悬臂梁进行内力计算,冲击荷载包括了泥石流体和泥石流体中大块石的冲击力。其中大块石冲击力同时采用船筏撞击力公式和基于能量法推导的冲击力公式进行计算。(3)针对常用的泥石流排导结构—V型排导结构,基于V型排导槽的受荷模式及边界条件,运用朗肯土压力理论和Winkler弹性地基梁计算理论建立了V型排导结构侧墙和槽底的计算方法,并以平川泥石流防治工程为例进行了V型排导结构的设计计算。(4)由于上述Winkler弹性地基梁理论很复杂,不适合在工程实际中应用,为便于运用到实际工程,对排导底越式排导结构槽底计算方法—Winkler弹性地基梁计算理论进行简化,采用反力直线法进行计算,该方法假定地基反力是按直线规律分布的,其地基反力图形在对称荷载作用下是矩形的,在偏心荷载作用下是梯形的。由于该假定没有考虑基础和地基变形的一致性,因此不论荷载及其分布情况如何,基础刚度和土壤的力学性质如何都可直接用材料力学的中心或偏心受压公式计算出地基反力,具有计算简便的优点。由于该方法没有考虑基础梁和地基之间的变形协调,因而其计算结果不精确。本文在进行了大量的计算基础之上给出了一个可参考的简化系数,为底越式排导结构的设计提供参考。(5)针对在特殊地形条件下需要采用的顶越式排导结构,本文依次对顶越式排导结构主体的各个部分进行内力分析,依次为:槽身、支撑结构、基础。为顶越式排导结构的设计提供理论基础。(6)运用大型通用有限元软件ANSYS中的beam54单元对底越式排导结构的弹性地基梁进行了内力分析,运用beam4单元和solid45单元分别对顶越式排导结构的支撑系统和顶越式排导结构整体进行了内力及应力应变的分析,并与前述解析解进行了比较。

关键词：公路泥石流泥石流排导结构顶越式排导结构底越式排导结构

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美姑河流域公路泥石流物源成因

山地学报 2005年第6期23卷 6714-6718页

作者：唐红梅陈洪凯金发均马永泰重庆交通学院岩土工程研究所四川省凉山彝族自治州公路局

位于四川西南部横断山区东部边缘大凉山内部的美姑河流域是我国公路泥石流典型发育的地区之一,泥石流具有规模大、致灾作用强烈、活动频率高等特点。从流域地貌景观、新构造应力场及具有焚风效应的大气环流特性出发对区内公路泥石流成... 详细信息

位于四川西南部横断山区东部边缘大凉山内部的美姑河流域是我国公路泥石流典型发育的地区之一,泥石流具有规模大、致灾作用强烈、活动频率高等特点。从流域地貌景观、新构造应力场及具有焚风效应的大气环流特性出发对区内公路泥石流成因进行了深入分析,获得了地貌景观造就了流域内地表植被稀少、焚风效应显著、泥石流沟轴向与新构造应力场两个剪切带方向一致(相差5.2°6.5°)的结论,泥石流发育规律符合地貌发育对抗性原理[1]。作为典型事例,把洛高依打泥石流的物源区分为不稳定物源区、基本稳定物源区和稳定物源区,并首次将物源补给量与不同降雨频率相结合,获取了不同降雨频率(35a一遇、10 a一遇、20 a一遇、50 a一遇和100 a一遇)泥石流最大可供物源量。对公路泥石流研究及治理中一些关键问题进行了探讨。

关键词：美姑河流域公路泥石流物源新构造应力场焚风效应

基于模糊综合评判法的滇西北公路泥石流危险性评价

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公路 2020年第2期65卷 25-29页

作者：陈维赵鑫张海太刘涛李春晓王康云云南丽香高速公路投资开发有限公司昆明市650217 云南省交通规划设计研究院有限公司陆地交通气象灾害防治技术国家工程实验室昆明市650031

文章以滇西北香格里拉~丽江高速公路沿线的5条典型公路泥石流沟为研究对象,在现场调查的基础上,在充分考虑泥石流对公路路线影响的基础上,以研究区高精度DEM为底图,基于GIS平台,运用模糊综合评判法对公路泥石流的危险性进行定量评价,分... 详细信息

文章以滇西北香格里拉~丽江高速公路沿线的5条典型公路泥石流沟为研究对象,在现场调查的基础上,在充分考虑泥石流对公路路线影响的基础上,以研究区高精度DEM为底图,基于GIS平台,运用模糊综合评判法对公路泥石流的危险性进行定量评价,分别计算出各条泥石流沟的危险度:上补洛大桥左侧泥石流沟为高度危险;园宝山隧道进口、黄草坝泥石流沟为中度危险;冲江河互通、彪水岩隧道与上长坪隧道之间泥石流沟为低度危险。评价结果与实际情况相符,该方法可以作为公路泥石流危险性评价方法进行推广应用,同时可为公路泥石流风险评估、预警预报及工程治理提供有效的参考依据。

关键词：公路泥石流模糊综合评判法危险性评价滇西北高山峡谷区

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公路泥石流研究综述(Ⅱ)

重庆交通学院学报 2004年第5期23卷 76-81页

作者：唐红梅陈洪凯重庆交通学院岩土工程研究所重庆400074

泥石流既是一种典型的公路水毁类型,也是公路水毁的主要动力.基于对国内外大量泥石流研究成果的分析,本文作者将其研究现状概化为泥石流学科体系及分类、泥石流形成条件、泥石流模型、泥石流运动及冲击、泥石流磨蚀作用、泥石流防治技... 详细信息

泥石流既是一种典型的公路水毁类型,也是公路水毁的主要动力.基于对国内外大量泥石流研究成果的分析,本文作者将其研究现状概化为泥石流学科体系及分类、泥石流形成条件、泥石流模型、泥石流运动及冲击、泥石流磨蚀作用、泥石流防治技术、泥石流试验和泥石流灾害评价与预测等8个方面.本文主要对泥石流磨蚀作用、泥石流防治技术、泥石流试验和泥石流灾害评价与预测等方面进行了分析评价,探讨了公路泥石流学中对冲淤变动型沟谷泥石流防治关键问题.

关键词：公路泥石流防治结构磨蚀作用防治技术泥石流试验评价与预测