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泥石流沟道堆积土的渗透特性和细颗粒运移规律研究

泥石流沟道堆积土的渗透特性和细颗粒运移规律研究

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作者：余杰四川师范大学

学位级别：硕士

泥石流是山区常见的一种介于滑坡和洪水之间的特殊流体,爆发突然,来势凶猛,一旦发生,往往造成极大的危害,严重影响人们的人身财产安全。近年来,生态环境局部改善,但环境改善对地质灾害的治理能力远不及灾害的破坏速度,四川地区地质灾害... 详细信息

泥石流是山区常见的一种介于滑坡和洪水之间的特殊流体,爆发突然,来势凶猛,一旦发生,往往造成极大的危害,严重影响人们的人身财产安全。近年来,生态环境局部改善,但环境改善对地质灾害的治理能力远不及灾害的破坏速度,四川地区地质灾害的发生频率有所下降,但每次灾害造成的经济损失和人员伤亡仍呈上升趋势。降低泥石流灾害严重程度及提高泥石流防治效率成为迫在眉睫的问题,泥石流沟道堆积体的渗透特性及其细颗粒的运移特征不仅是影响泥石流发生规模大小及灾害严重程度的关键因素,也可为泥石流的防治工程提供基础数据。因此,本文借助室内实验,考虑渗流时间、细颗粒含量及反粒序堆积层理中一定厚度内颗粒级配的不连续性等影响因素,研究了泥石流沟道松散堆积体在水流入渗下的渗透特性,并探讨了渗流过程中细颗粒的运移规律。主要得到了以下结论:(1)泥石流沟道堆积土体的渗透系数随渗流时间发生变化,变化规律受土体颗粒组成的影响。渗透系数随时间的变化趋势与土体中细颗粒含量相关,而颗粒级配的不连续性影响渗透系数对时间因素的敏感程度。(2)泥石流沟道一定厚度内不连续级配堆积土中,细颗粒仍是影响渗透系数的关键因素,两者呈显著的负指数关系,此外,渗透系数与细颗粒含量的关系,受颗粒级配不连续性的影响,堆积土体垂向颗粒级配越不连续,渗透系数受细颗粒含量的影响越明显。(3)土体渗透系数与峰度系数具有较好的幂函数关系,土体垂向颗粒级配越不连续,渗透系数越大。若将土体中间粒径缺失范围作为单一变量,其他条件保持不变时,渗透系数与峰度系数呈显著的线性关系。(4)土体渗流时,细颗粒向水流方向发生运移,渗流后土体上部细颗粒减少,而下部的细颗粒或迁移,或积聚,细颗粒含量变化复杂。细颗粒的运移规律与颗粒级配的不连续性相关,颗粒级配越不连续,细颗粒在渗流过程中发生迁移聚集现象越明显,越容易造成孔隙水压力的快速变化,引发土体失稳液化。(5)考虑渗流过程中流体黏滞系数μ、土体孔隙率n、细颗粒含量P、峰度系数B等土体渗流性能的影响因素,通过量纲分析,建立了泥石流沟道垂向一定厚度内,不连续级配堆积土体的渗透系数计算模型(?)。

关键词：泥石流沟道堆积土体不连续级配渗流时间峰度系数细颗粒运移

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