第十一章泥石流工程地质研究

泥 石 流 活 动 评 估 与 防 治

泥 石 流 活 动 评 估 与 防 治

泥石流的基本概念

泥石流活动及危险性评估 泥石流防治工程

1

泥 石 流 的 基 本 概 念

泥石流的定义泥 石 流 的 基 本 概 念

泥石流的类型

泥石流的组构特性和运动特性 泥石流成灾类型及特点 泥石流与洪水、滑坡的区别

泥石流形成过 程框 图 泥石流活动产 出环 境

泥石流是山区汛期常见的一种严重的水土流失

泥 石 流 的 定 义

(泥沙失稳搬运)现象。它是泥沙在水动力作用下 失稳后,集中输移的自然演变过程之一,具有严重的 灾害性.某些山区河流在汛期中由于暴雨或其它水动 力如溃坝、冰川、融雪等作用于流域内不稳定的地 表松散土体上，由于松散土体夫稳参与洪流运动， 因此在流域内形成二种汇流现象，一是水的汇流； 二是沙的汇流。二种不同相的物质在共同的流动空 间内混合而形成一种特殊的水，沙混合输移现象。 当这种特殊的流体中含沙量超过某一限值后，因其 流动特性的变化而形成的一种特殊洪流,它对工程设 计及环境的影响与洪水、滑坡不同而称为泥石流。 在一些植被较好的陡坡面,下伏基岩或不透水 层埋藏较浅、前期降水充分，上复松散土体饱水后， 由于土体中C、 Φ值降低和有压地下水底作用，也 可能形成坡面泥石流。

泥石流活动三过程： 形成——输移——堆积

是地表一次破坏和塑造过程

平面呈一不对称的哑铃形成区和

堆积区的形态极不稳定。

形成区由条带状向树枝状发展。 流通区在发展过程中相对稳定。

堆积区由于流域内来沙量的增长

而不断扩展，进逼下游大河变形。

5

泥石流形成的三个条件 地形条件 地质条件 气象水文条件

6

泥 石 流 形 成 过 程 框 图

降雨

流域环境

地形

植被

松散堆积物 (人为的、自然的)

崩滑 塌坡 块体运动

分散补给 洪水汇流(QB)

集中补给

泥沙汇流(QH)

河沟或坡面 QB+QH=QCrc<1.3tf/m3 洪 水 rc≥1.3tf/m3 泥石流

洪水淘蚀

泥 石 流 活 动 产 出 环 境

1.

2.

3.

4.

流域内山坡面上和沟谷中存在大量的自然 形成或人为堆积的松散土体,且处于不稳定 状态。 受人类活动干扰而失稳的某些在自然条件 下属于稳定的土体。 活动空间条件：活动空间条件越大、泥石 流活动越充分，能认识泥石流的信息也越 多。 暴雨、地震、人类活动等影响的程度。

按泥石流体中 的物 质组 成分 类 按泥石流的成 因分 类 按泥石流的成 因活 动产 出的 环境 分类

泥 石 流 的 类 型

按 泥 石 流 体 中 的 物 质 组 成 分 类

泥 rc≥1.6tf/m3 。泥沙粒径主要由均匀的

粉粒级以下物质组 流 型 成，多为非牛顿体。多集中分布在黄土及火山灰地区。

水 rc≥1.3tf/m3 。粉粒及粘粒含量极少，以沙、块石为主， 石 为牛顿体，多见于花岗岩地区。 型 泥 rc≥1.3tf/m3。介于上述二种类型之间多为牛顿体，少部 石 分也可以是非牛顿体。广见于各类地质体地区及堆积体中。 型

泥流型

水石型

泥石型

按 泥 石 流 的 成 因 分 类

自然 型

区域地质环境差，地表松散物稳定性较低，生态环境脆弱的某些山区，在长期

演变 的自然演变过程中，由于水动力作用，发生的一种泥沙(地表松散物)集中搬运现 象。 人类活动对环境的干预所造成的负面结果，在一定条件下将形成人为的泥石流， 常见的人类不合理活动有： 人类 (1)工、矿、交通、城镇建设弃渣不当，环境意识不足，管理水平低。

不合理活 动型

(2)切坡、陡坡开荒、过度放牧。过度砍伐森林等落后生产模式。(3)建筑标准较低的堤、坝、水渠、支挡等水工和土工建筑物。 (4)陡坡面上植被单一，缺乏科学的多层次立体防护。

混合 型

自然演变

+ 人类不合理活动

坡面型泥石流图 坡面型泥石流构造图 坡面型泥石流破坏机制 坡面型泥石流与沟谷型泥石流的区 别 沟谷型泥石流图

按 泥 石 流 活 动 产 出 的 环 境 分 类

坡 面 型 泥 石 流

主要发生在30度以上的山坡坡面上，不透水层埋藏较浅，表层有 较好的植被覆盖，无沟槽水流，水动力为地下水浸泡和有压地下水作用，

在同一坡面上可多处同时发生，成梳状排列，突发性强，无固定流路。

沟 谷 型 泥 石 流

有明显的坡面和沟槽汇流过程，松散物主要来自坡面和沟槽两岸 及沟床堆积物的再搬运。泥石流流动除在堆积扇上流路不确定外，在山 口以上基本上集中归槽。根据山口大河所在区段的地形特征又可分为：

峡谷区泥石流沟：堆积扇难保留完整，与大河相互作用强烈。宽谷区泥石流沟：堆积扇保留较完整，与大河相互作用弱。

坡面型泥石流

坡 面 型 泥 石 流 破 坏 机 制

1.

前期降雨充分，松散土层内部饱水，地下水变成有压水流，破坏表 层根系网状构造或土体表层硬壳结构。

坡 面 型 泥 石 流 破 坏 机 制

2.

松散土体由于饱水后，C、Ф值降低，土体骨架变形、塑化、液化后发生破坏。

3.4.

易发生的岩层有：花岗岩、沙岩、灰岩、黄土及红壤等土层。坡面泥石流发生时，由于土体结构性破坏，常伴有尖叫声，土体在 坍滑过程中，形成下剷、上拉，顺坡面下滑，无固定流路，不会在 同一部位重复发生。随机性大，可知性低。

坡 面 型 泥 石 流 发 生 地 域

在我国东北辽东

山地森林复盖很好的地区、北京军都山区和云雾山

发 生 地 域

区等森，灌较好的陡斜坡地时有发生，1998年在新疆伊犁的山区草原牧 场也发生过类似灾害，在浙南及福建植被较好的山区、在风景区庐山、 庐山中科院植物园中，在赣南及四川成昆铁路沿线，四川古蔺地区和云 南景东无量山区、陕西的华山和汉中盆地周边山区亦曾先后发生过大范 围坡面泥石流灾害。 近期在贵州、湖南、香港及台湾也时有发生。

坡 面 型 泥 石 流 与 沟 谷 型 泥 石 流 的 区 别

坡面型泥石流

沟谷型泥石流

1.

无恒定地域与明显沟槽，只有活动周界。

2.

活动规模小，限于30°以上斜面，破坏机制更接近于坍滑。

1.2.

以流域为周界，有一定的沟谷制约。以沟槽为中心，活动规模大，由洪水、泥沙 两种汇流形成，更接近于洪水。

3.

发生时、空不易识别，成灾规模及损失范围 小。3.

损失大，发生时空有一定规律性，可识别成

4.

坡面土体失稳，主要是有压地下水作用和后续强暴雨诱发。暴雨过程中的狂风可能造成 林、灌木拔起、倾倒，使坡面局部破坏。4.

灾规模。主要是暴雨的冲蚀作用和汇流水体的冲蚀作 用。5.

5.

总量小，重现期长，无后续性，无重复性。

总量大，重现期短，有后续性，能重复发生。

6.

在同一斜坡面上可以多处发生，成梳状排列，6.顶缘距山脊线有一定范围7.

列入流域防灾整治范围。有一定的可知性，可防范。

7.

可知性低、防范难

型 泥 石 流图

沟谷型泥石流

泥 石 流 的 组 构 特 性 和 运 动 特 性

d(公分)=8.91 × G

1/3

(公斤)=1/3(a+b+c)

组 构 性 质

极不稳定、极不恒定 …… 此处隐藏：1736字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……