【摘 要】
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越来越多的研究表明:干旱有利于泥石流等地质灾害的发育,这给我们如今的泥石流监测预警、西南干旱河谷区人民生命财产安全等方面带来了严峻的挑战。然而,要想防治这类泥石流灾害,首先需要认清干旱河谷区松散土体起动泥石流的特征与力学机制,而对这类泥石流起动的研究,国内外相关成果较少。所以本文从试验出发,试图揭示干旱河谷区松散土体坍滑起动泥石流的力学机制与形成规律,通过数值模拟,研究干旱条件下边坡的安全系数变化
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越来越多的研究表明:干旱有利于泥石流等地质灾害的发育,这给我们如今的泥石流监测预警、西南干旱河谷区人民生命财产安全等方面带来了严峻的挑战。然而,要想防治这类泥石流灾害,首先需要认清干旱河谷区松散土体起动泥石流的特征与力学机制,而对这类泥石流起动的研究,国内外相关成果较少。所以本文从试验出发,试图揭示干旱河谷区松散土体坍滑起动泥石流的力学机制与形成规律,通过数值模拟,研究干旱条件下边坡的安全系数变化规律。该研究有利于人们认识到:以往在灾害预警预测方面,我们重点关注的是降雨,然而通过试验、以及国内泥石流分布特点来看,前期干旱气候下,土体更易失稳起动泥石流,在今后的灾害防治方面上,需关注前期雨量、气温等因素。通过以上研究,本文取得的主要研究成果如下:(1)干旱土体起动泥石流过程可以大致分为五个阶段:强降雨入渗阶段、超渗产流阶段、颗粒侵蚀阶段、土体坍滑阶段、泥石流起动阶段,并且泥石流起动属于非饱和起动,孔隙水压力及含水量均未达到最大值。(2)在相同的降雨、坡度、体积等条件下,表层为干旱松散土体的边坡较表层无干旱松散土体的边坡而言,更容易起动泥石流,并且起动历时短,规模大。(3)表层为干旱松散土体的边坡更有利于形成坡面径流,其主要原因是土体内部气体起到了作用,形成了封闭气泡,影响了降雨入渗的作用。这种坡面径流在冲刷表层松散颗粒的同时,沿坡面方向会产生剪切力,不断拖拽表层土体,产生裂隙,并且泥石流的起动前兆为土体发生大规模坍滑,土体发生剪胀破坏;而表层无松散土体的边坡则没有此类特征,首先产生的是地下径流,不断掏蚀坡底,使边坡慢慢发生蠕滑。(4)通过模拟现场边坡安全系数可以知道:表层为干旱松散土体的边坡较无干旱松散土体的边坡而言,更容易发生破坏,最小安全系数越低,且最危险的滑移面更浅,表现为浅层失稳破坏。
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