地质灾害之泥石流课件.ppt

1、专题五 斜坡地质灾害的最后一讲-泥石流1.洪流滚滚，势不可挡2.携沙带石的泥石流，类似于混凝土搅拌机，所到之处，几乎没有生物能躲过这种浩劫（细菌等除外）3.更可怕的是-4.现在，让人感觉难受的有寒流5.就没有好点的“流”？-大气中的暖流寒流，海洋中的暖流和寒流。-乞拉朋齐，主要是大气运动引起洋流，四大渔场，风动、水动，心动v滑坡、崩塌与泥石流的关系 v 泥石流与滑坡、崩塌的关系也十分密切，只不过泥石流的暴发多了一项必不可少的水源条件。v 崩塌和滑坡的物质经常是泥石流的重要固体物质来源。滑坡、崩塌还常常在运动过程中直接转滑坡、崩塌还常常在运动过程中直接转化为泥石流，或者滑坡、崩塌发生一段时间化为

2、泥石流，或者滑坡、崩塌发生一段时间后，后，其其堆积物在一定的水源条件下生成泥石流。堆积物在一定的水源条件下生成泥石流。即泥石流是滑坡和崩塌的即泥石流是滑坡和崩塌的。泥泥石流与滑坡、崩塌有着许多相同的促发因素。石流与滑坡、崩塌有着许多相同的促发因素。泥石流泥石流是山区介于沙水流和滑坡之间的是山区介于沙水流和滑坡之间的泥沙、石块、水、气混合在一起泥沙、石块、水、气混合在一起 流动的流动的特殊洪流特殊洪流。具有突发性、流速具有突发性、流速快快、流量大、物质、流量大、物质 容量大和破坏力强的特点。容量大和破坏力强的特点。泥石流示意图 15:10145-7一、性质二、形成条件 三、运动机理和分类四、道路

3、位置选择 五、防治措施 一、性质-与携沙水流和滑坡区分v1.有一定的抗剪强度（与携沙水流区分）v2.有水体的流动性，从润滑面向上有一层流速逐渐增加的梯度层（对照河流，中心速度快）-滑坡体与滑床有破裂面。15:10145-9必备条件必备条件足够的突发性水源足够的突发性水源丰富的松散固体物质丰富的松散固体物质陡峻的地形陡峻的地形15:10145-10松散固体物质（地质条件）松散固体物质（地质条件）在形成区内有大量易于被水流侵蚀冲刷的在形成区内有大量易于被水流侵蚀冲刷的疏松土石堆积物，是泥石流形成的疏松土石堆积物，是泥石流形成的最重要的条最重要的条件件。15:10145-11地形条件地形条件典型的泥

4、石流流典型的泥石流流域可划分为域可划分为形成区形成区、流通区流通区和和沉积区沉积区三三个区段。个区段。-形状就像一颗形状就像一颗大树。大树。15:10145-12该区多为三面环山、该区多为三面环山、一面出口的半圆形宽阔地一面出口的半圆形宽阔地段，周围山坡陡峻，沟谷段，周围山坡陡峻，沟谷纵坡降可达纵坡降可达3030以上。斜以上。斜坡常被冲沟切割，且崩塌、坡常被冲沟切割，且崩塌、滑坡发育；坡体光秃，无滑坡发育；坡体光秃，无植被覆盖，这样的地形，植被覆盖，这样的地形，有利于汇集周围山坡上的有利于汇集周围山坡上的水流的固体物质。水流的固体物质。形成区形成区15:10145-13该区多为狭窄而深该区多为

5、狭窄而深切的峡谷或冲沟，谷壁切的峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡降较大，常陡峻而纵坡降较大，常出现陡坎和跌水，泥石出现陡坎和跌水，泥石流进入本区后极具冲刷流进入本区后极具冲刷能力。流通区形似能力。流通区形似颈状颈状或喇叭状或喇叭状。非典型的泥。非典型的泥石流沟，可能没有明显石流沟，可能没有明显的流通区。的流通区。-像一个人的像一个人的半身像，有的人太胖，没脖子。半身像，有的人太胖，没脖子。流通区流通区15:10145-14一般位于山口外或一般位于山口外或山间盆地的边缘，地形山间盆地的边缘，地形较平缓。泥石流至此速较平缓。泥石流至此速度急剧变小，最终堆积度急剧变小，最终堆积下来，形成扇形、锥状下来，形

6、成扇形、锥状堆积体，有的堆积区还堆积体，有的堆积区还直接为河漫滩或直接为河漫滩或阶地阶地。沉积区沉积区15:10145-15水源条件水源条件泥石流形成必须有强烈的地表径流，地表泥石流形成必须有强烈的地表径流，地表径流是暴发泥石流的动力条件。径流是暴发泥石流的动力条件。人为因素人类工程活动的不当可促进泥石流的发生、人类工程活动的不当可促进泥石流的发生、发展、复活或加重其危害程度。发展、复活或加重其危害程度。15:10145-16运动机理和径流特征v泥石流是介于液体和固体之间的非均质流体，运动状态介于水流的紊流状态和滑坡的块体状态之间。比如，塑性泥石流可以认为是具有一定流动性的饱和的土体颗粒组成的

7、滑坡。v 1径流特征v 1）流态特征v 稀性泥石流-流体密度低，黏度小，浮托力弱，石块呈翻滚、跃依状运动，流向不固定，容易改道漫流v 黏性泥石流-流体密度大，黏度大，浮托力强，等速整体运动，石块呈悬浮状态会滚动状态移动，流路集中，堆积物无分选性。v2）流速v泥石流消耗较多的固体物质，本身消耗动能大，流速小于洪水流速。v稀性泥石流-流经沟槽一般粗糙度大，流速偏小v黏性泥石流-含黏土颗粒多，整体性强，惯性作用大，流速相对较大。v3）泥石流的直进性（粘稠度大，惯性大）和爬高性（颗粒粗大，冲击力就越强，遇到障碍物时，冲击爬高，摧毁障碍物或截弯取直。v4）泥石流漫流改道v5）周期性随暴雨和地震的发生而发

8、生。泥石流泥石流水石流水石流泥流泥流按所含按所含固固体物质成分体物质成分分为：分为：v按流域的形态特征区分v河谷型：形成区和堆积区相隔较远，沉积物棱角不明显。v山坡型：冲击力大，规模小。坡面型泥石流示意图 坡面型泥石流坡面型泥石流沟谷型泥石流示意图 沟谷型泥石流沟谷型泥石流 2.2.泥石流按其物质状态可分为两类：泥石流按其物质状态可分为两类：粘性泥石流粘性泥石流 含大量含大量粘性土粘性土的泥石流或泥流。其特征是：粘性大，固体物质的泥石流或泥流。其特征是：粘性大，固体物质占占40-6040-60，最高达，最高达8080。其中的水不是搬运介质，而是组成物质。其中的水不是搬运介质，而是组成物质，稠度

9、大，石块呈悬浮状态，暴发突然，持续时间亦短，破坏力，稠度大，石块呈悬浮状态，暴发突然，持续时间亦短，破坏力大。大。稀性泥石流稀性泥石流：以以水水为主要成分，粘性土含量少，固体物质占为主要成分，粘性土含量少，固体物质占10-4010-40.有很大分有很大分散性。水为搬运介质，石块以滚动或跃移方式前进，具有强烈的散性。水为搬运介质，石块以滚动或跃移方式前进，具有强烈的下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流，停积后似下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流，停积后似“石海石海”。泥石流分布特点泥石流分布特点 1.1.多分布在地质构造复杂、新构造运动强烈多分布在地质构造复杂、新构造运动强烈、地震活动频繁、岩

10、石破碎、植被稀少的、地震活动频繁、岩石破碎、植被稀少的山区山区 松散物质。松散物质。2.2.多分布在温带和半干旱山区，特别是干湿多分布在温带和半干旱山区，特别是干湿季节分明、降水集中的山区季节分明、降水集中的山区物物质和水源条件。质和水源条件。泥石流救灾场面泥石流救灾场面为什么低频率泥石流造成的损为什么低频率泥石流造成的损失严重？失严重？人们对这种泥石流警惕性不高，往往把它发育的沟谷作为一般洪水沟看待，因而在沟谷堆积扇上建人们对这种泥石流警惕性不高，往往把它发育的沟谷作为一般洪水沟看待，因而在沟谷堆积扇上建大大量的房屋及其他设施；为了获得更多的土地，甚至将沟槽压缩，靠紧沟边进行建设。这样沟口堆

11、积扇上就量的房屋及其他设施；为了获得更多的土地，甚至将沟槽压缩，靠紧沟边进行建设。这样沟口堆积扇上就集中了大量的人口和财富，一旦大规模的泥石流发生，就会造集中了大量的人口和财富，一旦大规模的泥石流发生，就会造成巨大的损失成巨大的损失。v比如，甘肃舟曲泥石流平均速度10m/s。v你的速度呢？1、泥石流沟谷下游洪水突然断流、泥石流沟谷下游洪水突然断流 上游行洪区次级滑坡在洪水冲刷、淘蚀下发生滑动，并上游行洪区次级滑坡在洪水冲刷、淘蚀下发生滑动，并堵沟断流，这是溃决型泥石流即将发生的前兆。在泥石流堵沟断流，这是溃决型泥石流即将发生的前兆。在泥石流区设置观测点，发现上游形成泥石流后，及时向下游发出区设

12、置观测点，发现上游形成泥石流后，及时向下游发出预警信号。预警信号。v 暴雨期间沟谷堵塞时，随意去疏通是非常危险的。暴雨期间沟谷堵塞时，随意去疏通是非常危险的。15:10145-41一般来说，道路工程通过泥石流区，应一般来说，道路工程通过泥石流区，应遵循以下原遵循以下原则则：1绕避绕避处于发育旺盛期的特大型、大型泥石流处于发育旺盛期的特大型、大型泥石流或泥石流群，以及淤积严重的泥石流沟；或泥石流群，以及淤积严重的泥石流沟；2远离泥石流堵河严重地段的河岸；远离泥石流堵河严重地段的河岸；3线路高程应考虑泥石流线路高程应考虑泥石流发展发展趋势；趋势；4峡谷河段以峡谷河段以高桥大跨高桥大跨通过；通过；1

13、5:10145-425宽谷河段，线路位置及高程应根据主宽谷河段，线路位置及高程应根据主河床与泥石流沟淤积率、主河摆动趋势确定；河床与泥石流沟淤积率、主河摆动趋势确定；6线路跨越泥石流沟时，应避开河床纵线路跨越泥石流沟时，应避开河床纵坡由陡变缓和平面上急弯部位；不宜压缩沟坡由陡变缓和平面上急弯部位；不宜压缩沟床断面，改沟并桥或沟中床断面，改沟并桥或沟中设墩设墩；桥下应留足；桥下应留足净空；净空；7严禁在泥石流扇上挖沟设桥或作路堑。严禁在泥石流扇上挖沟设桥或作路堑。15:10145-43道路通过泥石流地区的具体位置，通常有五种方案可供比选：铁路通过泥石流区的方案15:10145-44措施措施工程工

14、程工程项目工程项目防治作用防治作用工工程程措措施施治治水水工工程程蓄水工程蓄水工程引水工程引水工程截水工程截水工程控制冰雪融化工程控制冰雪融化工程调蓄洪水，避免或减缓洪峰；调蓄洪水，避免或减缓洪峰；引、排洪水，减缓、控制、泄洪量；引、排洪水，减缓、控制、泄洪量；拦截上方滑坡或水土流失地段径流；拦截上方滑坡或水土流失地段径流；人为促使冰雪提前融化，控制避免大量冰雪提前融化，加固或预人为促使冰雪提前融化，控制避免大量冰雪提前融化，加固或预先铲除冰碛堤先铲除冰碛堤治治泥泥工工程程拦坝、谷坊工程拦坝、谷坊工程挡墙工程挡墙工程护坡、护岸工程护坡、护岸工程削坡工程削坡工程潜坝工程潜坝工程拦蓄泥沙、稳固滑坡

15、、节节拦蓄、减缓沟底坡度；拦蓄泥沙、稳固滑坡、节节拦蓄、减缓沟底坡度；稳固滑坡、崩塌体，拦蓄泥沙；稳固滑坡、崩塌体，拦蓄泥沙；加固边坡、岸坡，增强坡体抗滑抗流能力；加固边坡、岸坡，增强坡体抗滑抗流能力；降低坡角，削弱泥石流侵蚀力；降低坡角，削弱泥石流侵蚀力；稳固沟床，防止泥石流下切稳固沟床，防止泥石流下切排排导导工工程程导流堤工程导流堤工程顺水坝工程顺水坝工程排导沟工程排导沟工程导槽工程导槽工程明硐工程明硐工程改沟工程改沟工程排导泥石流，防止泥石流冲淤；排导泥石流，防止泥石流冲淤；调整导流向，排泄泥石流；调整导流向，排泄泥石流；排泄泥石流，防止泥石流漫溢；排泄泥石流，防止泥石流漫溢；在道路上方

16、或下方筑槽排泄泥石流；在道路上方或下方筑槽排泄泥石流；以明硐形式排泄泥石流；以明硐形式排泄泥石流；将泥石流沟口改至相邻沟道将泥石流沟口改至相邻沟道拦蓄工拦蓄工程程蓄淤场工程蓄淤场工程拦泥库工程拦泥库工程利用开阔低洼地，蓄积泥石流；利用开阔低洼地，蓄积泥石流；利用平坦谷地，蓄积泥石流利用平坦谷地，蓄积泥石流农田工农田工程程水田改旱地工程水田改旱地工程渠道防渗工程渠道防渗工程坡地改梯田工程坡地改梯田工程田间排水、截水工程夯实田间排水、截水工程夯实地面裂缝、田边筑埂工程地面裂缝、田边筑埂工程减少水渗透量，防止山体滑坡；减少水渗透量，防止山体滑坡；防止渠水渗漏，稳定边坡；防止渠水渗漏，稳定边坡；防止坡

17、面侵蚀和水土流失；防止坡面侵蚀和水土流失；排导坡面径流，防止侵蚀；排导坡面径流，防止侵蚀；防止水下渗，拦截泥沙，稳定边坡防止水下渗，拦截泥沙，稳定边坡措施措施工程工程工程项目工程项目防治作用防治作用生生物物措措施施林林业业工工程程水源涵养林水源涵养林水土保持林水土保持林护床防冲林护床防冲林护堤固滩林护堤固滩林改良土壤，削减径流；改良土壤，削减径流；保水保土，减少水土流失；保水保土，减少水土流失；保护沟床，防止冲刷、下切；保护沟床，防止冲刷、下切；加固河堤，保护滩地，防风固沙加固河堤，保护滩地，防风固沙农农业业工工程程梯田耕作梯田耕作立体种植立体种植免耕种植免耕种植选择作物选择作物水土保持，减少

18、水土流失；水土保持，减少水土流失；扩大植被覆盖率，截持降雨，减少地表径流；扩大植被覆盖率，截持降雨，减少地表径流；促使雨水快速渗透，减少土壤侵蚀；促使雨水快速渗透，减少土壤侵蚀；选择保水保土作物，减少水土流失选择保水保土作物，减少水土流失牧牧业业工工程程适度放牧圈养适度放牧圈养分区轮牧分区轮牧改良牧草改良牧草选择保水保土选择保水保土牧草牧草保持牧草覆盖率，减少水土流失；保持牧草覆盖率，减少水土流失；护养草场，减轻水土流失；护养草场，减轻水土流失；防止草场退化和水土保持能力降低；防止草场退化和水土保持能力降低；提高产草率，增加植被覆盖面积，减轻水土流提高产草率，增加植被覆盖面积，减轻水土流失；失

19、；提高保水保土能力，削减土壤侵蚀提高保水保土能力，削减土壤侵蚀 泥石流防治措施泥石流防治措施（四）工程措施（四）工程措施v通过在泥石流沟域兴建不同结构形式的工程通过在泥石流沟域兴建不同结构形式的工程建筑物，对形成泥石流的水源进行调节和分建筑物，对形成泥石流的水源进行调节和分流，对形成泥石流的固体物源（滑坡、崩塌流，对形成泥石流的固体物源（滑坡、崩塌、剥落、水土流失等地带）进行稳固，对泥、剥落、水土流失等地带）进行稳固，对泥石流在沟道中的运动进行控制和消能石流在沟道中的运动进行控制和消能。1、蓄引水工程蓄引水工程v在泥石流形成区依照地形地质条件修建一系在泥石流形成区依照地形地质条件修建一系列的塘

20、、池、坑、中小型水库蓄集地表径流列的塘、池、坑、中小型水库蓄集地表径流，减少沟道，减少沟道洪水洪水流量。流量。2、固坡工程固坡工程v在泥石流沟域松散固体物质分布区，如滑坡在泥石流沟域松散固体物质分布区，如滑坡、崩塌分布密集的沟谷段，修建梯级谷坊工、崩塌分布密集的沟谷段，修建梯级谷坊工程，利用程，利用系列坝系列坝逐级回淤稳固滑坡脚逐级回淤稳固滑坡脚.同时调同时调节沟道纵比降以削减泥石流能量。节沟道纵比降以削减泥石流能量。3、拦挡工程、拦挡工程v在泥石流流经的沟道上，利用峡谷、窄口等在泥石流流经的沟道上，利用峡谷、窄口等形成的具有一定库容的地形修建形成的具有一定库容的地形修建拦砂坝拦砂坝.拦拦截泥

21、石流携带的固体物质，过滤大颗粒物质截泥石流携带的固体物质，过滤大颗粒物质，以减少泥石流对下游防护工程的，以减少泥石流对下游防护工程的撞击、磨撞击、磨蚀蚀，增加下游工程的安全度。，增加下游工程的安全度。15:10145-50格栅坝（一）工程主要用于上游形成区的后缘，主要建筑物是各种形式的坝。它的作用主要是拦泥滞流和护床固坡。谷坊群v 北京密云拦挡坝v 四川盐井沟v 格栅坝 台湾4、停淤工程停淤工程v在泥石流出山口冲积扇等地形较宽缓处，可在泥石流出山口冲积扇等地形较宽缓处，可修建停淤场用于调节泥石流流量，不能用作修建停淤场用于调节泥石流流量，不能用作永久拦砂场。必须适时永久拦砂场。必须适时清淤清淤

22、，以确保有足够，以确保有足够的调节库容。的调节库容。5、排导工程排导工程v在泥石流通过城市等重要保护目标区河道段在泥石流通过城市等重要保护目标区河道段，加高加固两岸河道，减小河道弯度，疏掏，加高加固两岸河道，减小河道弯度，疏掏拓宽河道，设置拓宽河道，设置潜坝潜坝防止河床下切等防止河床下切等.以利以利于泥石流安全通过，输入到下游河道中于泥石流安全通过，输入到下游河道中。还。还有有导流堤。导流堤。补充一下土力学试验内容v 1.轻便固结仪是一个杠杆，1:20，所以10.2kg的砝码加上去，在土样50cm2面积上产生的压力（即压强）为20*20=400kpa。v ds的计算dwtmmmmss21ds水水土瓶土瓶水水 瓶瓶土土前面的水是满瓶水，后面的水是被土挤占了部分空间的水前面的水是满瓶水，后面的水是被土挤占了部分空间的水v 通常孔隙比大，压缩系数就大，但对于具结构强度的土例外 v 一般情况下，孔隙比的常见值在0.51.0之间，粘土孔隙比有时可大于1，而某些深海沉积的粘土孔隙比可超过5.0v 土力学p123