泥石流排导工程设计与优化方法研究

论文摘要

本文在西部交通建设科技项目“活动断裂区公路沿线泥石流启动机理与防治措施研究（20083 1 800087）”资助下,以雅泸高速公路沿线25条泥石流沟防治为背景,在综合分析国内外泥石流排导工程研究现状的基础上,结合资料收集、野外调查、数据分析、工程设计等多种手段,对泥石流关键参数及排导工程设计与优化进行了研究,形成了排导工程设计与优化的理念,并将研究成果推广应用到雅泸高速公路8条泥石流沟和汶川地区7条泥石流防治设计中,所做的主要工作与结论如下：1、通过分析当前地形参数调查方法的现状和不足,本文基于Google Earth软件,快速获取了泥石流的地形参数；并通过常规勘察和试验获取了泥石流重度和流域内的地层等参数。2、在综合分析泥石流特征参数的基础上,以排导工程设计关键参数——流量为研究重点,对比分析雨洪法、形态断面法和暴雨-冰川复合型泥石流流量计算方法,并用实例来验证各方法的适用性；以流速分布研究为核心,推导出泥石流在V型排导槽内流速横向分布表达式,并以实例来验证其适用性。3、总结现有的泥石流排导工程理论和技术,形成排导工程设计要点及设计方法,并对雅泸高速公路沿线的8条泥石流沟（4条用V型排导防治,4条用导流堤防治）排导工程进行了复核,并对不合理之处提出了修改建议,并得到设计方的认可。4、基于泥石流流域信息的动态测监,提出排导工程三种动态优化设计方案；以泥石流在V型槽内流速横向分布研究为基础,以磨蚀厚度分布为依据,总结提炼了三种抗磨蚀优化设计方案；基于异型块体消能防冲刷的原理,在导流堤转弯处设异型块体,并以雀尔沟防治为工程背景,对该方法进行了应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 选题的意义
• 1.2 选题的背景
• 1.3 泥石流灾害现状及排导防治工程发展现状
• 1.3.1 我国泥石流灾害状况
• 1.3.2 排导工程发展现状
• 1.3.3 排导工程设计中存在问题
• 1.4 主要研究内容及技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 技术路线图
• 第二章 排导工程设计关键参数调查
• 2.1 泥石流沟地形参数调查
• 2.1.1 基于Google Earth汇流面积与融雪面积调查
• 2.1.2 基于Google Earth沟床比降与断面比降调查
• 2.1.3 沟道横断面测绘
• 2.2 泥石流流体参数获取
• 2.2.1 泥石流流体容重
• 2.2.2 泥石流泥痕高度获取
• 2.3 泥石流沟流域内岩土参数调查
• 2.4 本章小结
• 第三章 排导工程设计关键参数计算
• 3.1 排导工程设计标准
• 3.2 排导工程设计流量计算
• 3.2.1 雨洪法
• 3.2.2 形态断面法
• 3.2.3 冰川-暴雨复合型泥石流流量计算
• 3.2.4 三种流量计算比较
• 3.3 V型排导槽内泥石流流速分布研究
• 3.3.1 分析研究V型排导槽内泥石流流速横向分布
• 3.3.2 实例应用
• 3.4 本章小结
• 第四章 泥石流排导工程设计
• 4.1 引言
• 4.2 V型排导槽设计
• 4.2.1 V型排导槽设计思路
• 4.2.2 拟定V型排导槽初始尺寸
• 4.2.3 V型排导槽拟定尺寸功能检验
• 4.2.4 检验排导槽受力
• 4.2.5 实例应用
• 4.3 导流堤设计要点
• 4.3.1 导流堤线形
• 4.3.2 导流堤横断面尺寸
• 4.3.3 导流堤内泥石流淤排状态确定
• 4.3.4 导流堤稳定性验算
• 4.3.5 导流堤设计应用
• 4.4 本章小结
• 第五章 泥石流排导工程优化设计
• 5.1 基于动态监测排导工程动态优化设计
• 5.1.1 泥石流动态监测
• 5.1.2 泥石流排导工程动态优化设计
• 5.2 基于泥石流流速分布V型排导槽铺底厚度优化设计
• 5.2.1 泥石流磨蚀
• 5.2.2 V型排导槽厚度优化设计
• 5.3 基于防波堤护面异型块体消能在导流堤转弯处优化设计
• 5.3.1 防波堤护面异型块体概述
• 5.3.2 异型块体种类及消能特性
• 5.3.3 异型块体对泥石流防治原理
• 5.3.4 雀尔沟导流堤在转弯处优化设计
• 5.4 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间论文发表及参与科研情况