地震降雨共同作用下坡体失稳及诱发泥石流起动机理研究

论文摘要

泥石流是一种常见的山地自然灾害,以其突发性和破坏力强为人们所重视。我国是个地震多发国,而地震之后加之降雨往往引发泥石流灾害,2008年5月12日,四川省汶川县发生里氏8.0级特大地震,地震过后,县内普降暴雨,在暴雨作用下,引起多处本已松动的残坡积堆积层大面积滑塌,导致多次灾害性泥石流的突然爆发。因此,研究地震和降雨共同作用下泥石流起动机理具有重大意义,同时也能为地震次生灾害的防灾减灾提供理论指导。本文以老北川中学后山魏家沟泥石流沟的源区土作为研究对象,通过室内动三轴试验研究地震降雨共同作用下泥石流源区坡面土体强度衰减规律,探索土体含水率、地震震级及颗粒级配对坡面土体强度衰减的影响,揭示地震降雨共同作用下泥石流起动的机理。以魏家沟稳定坡体为例,通过FLAC数值模拟研究降雨作用下坡角、雨强、土性、土体初始含水率、土体均匀性对坡体稳定性的影响,以及诱发泥石流起动的可能性。进一步,研究降雨作用下坡面堆积体失稳诱发泥石流起动机理,首先通过室内人工降雨试验研究坡面堆积体在降雨作用下的汇流情况以及失稳诱发泥石流起动机理,进而,对降雨作用下坡面堆积体增湿至饱和诱发泥石流起动的过程进行初步颗粒流分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 选题依据及研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 汶川地震次生灾害实地调研
• 2.1 汶川地震次生灾害实地调研
• 2.2 泥石流沟源区砾石土颗粒组成
• 第三章 地震降雨共同作用下坡面土体强度衰减试验研究
• 3.1 试验概况
• 3.1.1 试验仪器
• 3.1.2 试验土样
• 3.1.3 试验方案
• 3.2 试验结果与分析
• 3.2.1 静强度试验结果与分析
• 3.2.2 动强度试验结果
• 3.2.3 地震降雨共同作用下坡面土体强度衰减规律
• 3.3 本章小结
• 第四章 降雨作用下坡面土体失稳诱发泥石流起动的数值分析
• 4.1 数值模型的建立
• 4.1.1 FLAC软件介绍
• 4.1.2 数值计算模型
• 4.1.3 数值计算参数
• 4.2 计算方案及步骤
• 4.3 数值模拟计算结果
• 4.3.1 均质坡数值模拟结果
• 4.3.2 非均质坡数值模拟结果
• 4.4 数值计算结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 降雨作用下坡面堆积体渗流增湿至诱发泥石流起动过程研究
• 5.1 人工降雨模型试验
• 5.1.1 试验概况
• 5.1.2 试验方案与步骤
• 5.1.3 试验现象
• 5.1.4 试验结果与分析
• 5.2 泥石流起动过程颗粒流数值模拟
• 5.2.1 数值模型的建立
• 5.2.2 计算方案
• 5.2.3 数值模拟计算结果
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文