(最新整理)泥石流運(yùn)動特征值計(jì)算方法-

1、(完整)泥石流運(yùn)動特征值計(jì)算方法-(完整)泥石流運(yùn)動特征值計(jì)算方法- 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)泥石流運(yùn)動特征值計(jì)算方法-）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步，以下為(完整)泥石流運(yùn)動特征值計(jì)算方法-的全部內(nèi)容。泥石流運(yùn)動參數(shù)特征值計(jì)算方法以xxxxx村泥石流溝為例摘要：文章在前期地質(zhì)調(diào)查

2、基礎(chǔ)上，對治理區(qū)泥石流運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，包括泥石流流量、流速、整體沖擊力、沖起高度、彎道超高等，并對該泥石流溝提出治理建議。關(guān)鍵詞：泥石流；運(yùn)動參數(shù)1,前言泥石流是山區(qū)特有的一種不良地質(zhì)現(xiàn)象,由暴雨或上游冰雪消融形成的攜帶有大量泥土和石塊的間歇性洪流。具有突然發(fā)生、來勢兇猛、歷史短暫、破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)。沿途沖毀道路橋梁，淹沒房屋農(nóng)田，阻塞河道，在頃刻間造成巨大災(zāi)害，應(yīng)該要注意防范。泥石流勘查指在收集已有資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合測繪、勘探（鉆探、物探等）、試驗(yàn)等手段，對泥石流活動區(qū)域進(jìn)行的有關(guān)泥石流的形成、活動、堆積特征、發(fā)展趨勢與危害等方面的各種實(shí)地調(diào)查、綜合分析與評判，為泥石流防治方案的選擇和

3、防治工程的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)資料。其中泥石流運(yùn)動特征值的包括流量、流速、沖擊力、彎道超高等，泥石流的這些運(yùn)動參數(shù)不僅反映了泥石流的規(guī)模、強(qiáng)度和流體性質(zhì)， 其確定方法和計(jì)算結(jié)果還直接決定著泥石流防治建筑物的類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是泥石流研究和防治工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。2，治理區(qū)概況2.1 治理區(qū)位置治理區(qū)位于xxxxx西北方向，處于xxxxxx風(fēng)景區(qū),行政區(qū)劃上隸屬于xxxxx鎮(zhèn)。中心點(diǎn)坐標(biāo)為北緯xxxxxx，東經(jīng)xxxxxx。該地區(qū)分布有s213省道（xxx公路），交通較為便利。2.2 地質(zhì)環(huán)境背景 (1）地形地貌:治理區(qū)地處燕山南麓,屬低山丘陵地區(qū)，海拔標(biāo)高+240487m。總體地形北高南低，相對高差901

4、80m，治理區(qū)溝谷發(fā)育，呈“v”型及“u型，谷寬2060m。溝谷兩側(cè)山體坡度較陡,自然坡度角區(qū)約為5575，部分巖質(zhì)邊坡近乎直立，溝床縱坡15,單溝溝谷為南北向,溝谷內(nèi)第四系坡積，殘積物較厚，植被較發(fā)育.圖1 治理區(qū)地形地貌圖（2）地層巖性：治理區(qū)一帶區(qū)域地層，除第四系坡積，洪積層外,主要為侏羅系中上統(tǒng)髫髻山期巖漿巖，成分主要為安山巖，分布廣，厚度大，斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造，杏仁構(gòu)造，同時(shí)存在少量粗安巖,粗面巖,火山碎屑巖.（3）構(gòu)造：治理區(qū)區(qū)域?qū)倨榉宀?琉璃廟斷裂西南段,走向?yàn)楸睎|50，斷裂向西北傾斜，傾角60左右，為一壓剪性西北盤向東南上沖之?dāng)嗔?。本區(qū)北部發(fā)育燕山中期褶皺，為一系列北東45左右

5、的褶皺，空間上呈斜列式，剖面上向斜呈斜歪寬大的槽狀，背斜呈狹窄的脊?fàn)?，軸面略向北西倒轉(zhuǎn)、傾向東南，延伸1015km。主要為治理區(qū)北部的四海向斜，該向斜由髫髻山組組成，為一內(nèi)部構(gòu)造較復(fù)雜、受多次構(gòu)造重疊的復(fù)合結(jié)構(gòu)，由西南至東北.（4）水文地質(zhì)：根據(jù)地下水賦存條件，治理區(qū)地下水類型分為第四系松散層孔隙水和基巖裂隙水。其中第四系孔隙水主要賦存于山麓坡積、沖洪積地帶，沉積物主要為碎石土、砂礫石層，砂土層，含水層分布不均勻?；鶐r裂隙水主要為巖漿巖裂隙孔隙水。噴出巖在全區(qū)皆有分布，巖性主要為侏羅系安山巖，粗安巖，巖性較堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，裂隙不發(fā)育，泉水出露少，富水條件極差，受季節(jié)影響很大.治理區(qū)地下水受

6、降雨補(bǔ)給,就地排泄，有零星泉水出露,地形低洼處風(fēng)化裂隙帶中地下水較豐富,構(gòu)造破碎帶含水層較厚，雨季水量較大。(5)工程地質(zhì)：治理區(qū)第四系主要分布與治理區(qū)溝谷兩側(cè)的山坡、坡角、溝谷地帶，主要成分為圓礫、碎石及亞砂土充填，顏色為土黃色，厚度不均,為1。03.0m，附著在坡面、坡角處，膠結(jié)度較差,在雨水沖刷下易下滑流失. 治理區(qū)安山巖微風(fēng)化，層狀、塊狀結(jié)構(gòu)。野外鑒定錘擊聲清脆,有回彈，震手，難擊碎,浸水后有輕微吸水反應(yīng),巖石屬較堅(jiān)硬巖。治理區(qū)燕山中期晚期侵入巖,巖性為石英二長巖、花崗斑巖，巖體較堅(jiān)硬,但巖石性質(zhì)較脆，風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖體較破碎，易形成崩塌危巖體。3，泥石流溝發(fā)育現(xiàn)狀3.1泥石流溝概況據(jù)

7、現(xiàn)場調(diào)查，治理區(qū)發(fā)育泥石流溝1條，發(fā)育于治理區(qū)北部,高程+475m，溝道全長約800m，溝谷以xxx為界限，北部為較寬闊 “u型谷，南側(cè)溝槽橫斷面多呈“v”型，平均縱比降12.5，流域面積0.54km2。溝域高差約200m,溝谷內(nèi)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，局部有崩塌體和不穩(wěn)定邊坡等不良地質(zhì)體分布。泥石流物源形成區(qū)、流通區(qū)及堆積區(qū)特征見表1。表1 溝谷分區(qū)特征表流域分區(qū)面積(km2）地形地貌特征溝道特征松散堆積物類型形成區(qū)0。50地形高差較大，溝道標(biāo)高約+320487m，平均縱比降10，山體坡度較陡,平均坡度35。兩側(cè)山坡主要為耕地及林地，為陡坡區(qū)、斜坡區(qū)、微斜坡區(qū)，水土保持較好。平面形態(tài)總體上較順直，

8、基本無大而急的彎道，溝道兩側(cè)為崩塌、坡積體形成的碎塊石土覆蓋.主要為沿溝兩側(cè)的松散坡積層及溝底堆積物，總計(jì)儲量約20104m3流通區(qū)及堆積區(qū)0。04高程介于320250m地勢由緩至陡,平均縱比降為15以xxx為界,北部溝道形態(tài)多呈“u”型，溝寬一般1020m，深度多在14m，xx以南溝道形態(tài)多呈“v”型，溝寬510m.為泥石流，及崩塌堆積物，總計(jì)儲量約1.0104 m33。2泥石流類型治理區(qū)泥石流災(zāi)害隱患按動力條件劃分，屬于暴雨型泥石流，即泥石流一般在充分的前期降雨和當(dāng)場暴雨激發(fā)作用下形成，有后續(xù)性，能重復(fù)發(fā)生。按集水區(qū)地貌特征分類，屬溝谷型泥石流.治理區(qū)溝谷以流域?yàn)橹芙?泥石流的形成區(qū)和流通

9、區(qū)分界較明顯，輪廓呈啞鈴狀，并以溝槽為中心，物源區(qū)松散堆積體分布在溝槽兩岸及河床上，部分邊坡存在崩塌危巖,溝蝕作用較為強(qiáng)烈。按流體組成和流體性質(zhì)分,屬水石型（稀性）泥石流，溝谷巖漿巖發(fā)育,流體物質(zhì)組成中粉砂，粘粒含量極少，無粘性，為牛頓體，溝槽表面較干凈,無泥漿殘留，溝谷內(nèi)多為粒徑大于2。0mm的各級粒度的砂、礫、卵、漂石,不均勻分布,分選性較差。4,泥石流運(yùn)動特征為滿足泥石流勘查評價(jià)及防治工程設(shè)計(jì)的需要,本次在不同溝段選擇了3處較典型斷面(見圖2)進(jìn)行泥石流運(yùn)動特征值的計(jì)算。依據(jù)xxxx防汛應(yīng)急預(yù)案汛情預(yù)警發(fā)布參考綜合指標(biāo)規(guī)定，xxxx地區(qū)二十年一遇（p=5），五十年一遇（p=2%），百年一

10、遇（p=1%)暴雨強(qiáng)度分別取30 mm/h、50mm/h、70mm/h。圖2 治理區(qū)溝谷地形圖（1） 泥石流流量本次計(jì)算采用雨洪法.即在泥石流與暴雨同頻率，且同步發(fā)生、計(jì)算斷面的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量全部轉(zhuǎn)變成泥石流流量的假設(shè)下建立的計(jì)算方法.因治理區(qū)泥石流類型為水石流，接近于山洪，適宜用此方法計(jì)算。其計(jì)算步驟是先按水文方法計(jì)算出斷面不同頻率下的小流域暴雨洪峰流量(計(jì)算方法查閱水文手冊),然后選擇堵塞系數(shù),按式（1。1）計(jì)算泥石流流量。（1.1）式中:qc頻率為p的泥石流洪峰值流量（m3/s）；qp頻率為p的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量（m3/s）；-可參照泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（dz/t02202006）

11、表g。2選??； 泥石流泥沙修正系數(shù)；dc-泥石流堵塞系數(shù),通過泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（dz/t02202006）表i-1選取。當(dāng)匯水面積f3km2時(shí)， （1。2)式中：暴雨徑流系數(shù)；f匯水面積(km2）；s小時(shí)雨強(qiáng)(mm/h）。據(jù)此,求得的各斷面部位暴雨洪峰流量(qp）詳見表2。表2 xxxxx溝谷主要斷面暴雨洪峰流量計(jì)算表位置剖面編號匯水面積（km2）暴雨強(qiáng)度（mm/h）徑流系數(shù)洪峰流量(m3/s）p=1p=2%p=5p=1%p=2%p=3%xxx門洞1-10.357050300.32.041。460。88溝谷中游2-20。447050300。32.571。831.1溝谷下游330.50

12、7050300.32.922.081。25依據(jù)上述qp，算得泥石流峰值流量qc如表3。表3 xxxxx溝谷主要斷面泥石流峰值流量計(jì)算表位置剖面編號匯水面積(km2)暴雨洪峰強(qiáng)度（m3/s)泥沙修正系數(shù)泥石流堵塞系數(shù)泥石流峰值流量（m3/s)p=1p=2p=5p=1p=2p=3%xxx門洞1-10。352.041。460。881.6111。54.933。532。13溝谷中游220.442。571.831。11。6112。08。285.893.54溝谷下游330。502.922.081.251。6112。09.416.704.03(2) 一次過流總量根據(jù)治理工程的需要，xxxxx溝谷按50年一遇（

13、p=2%）的暴雨洪水條件進(jìn)行設(shè)計(jì)嗎，暴雨強(qiáng)度為50 mm/h。一次泥石流總量q可通過計(jì)算法和實(shí)測法確定.實(shí)測法精度高,但因往往不具備測量條件，只是粗略的概算。計(jì)算法依據(jù)泥石流歷時(shí)t(s）和最大流量qc（m3/s），按照泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（dt/t0220-2006)，附錄i提供的公式計(jì)算一次性泥石流過流總量.因近30年來該溝谷未發(fā)生大規(guī)模泥石流,據(jù)當(dāng)?shù)鼐用窕貞?，雨季確有小規(guī)模山洪爆發(fā),導(dǎo)致下游積水較深，歷時(shí)1個(gè)小時(shí)左右，一般泥石流峰值歷時(shí)t(s）為2060min，本次計(jì)算選取60min。.（1。3）當(dāng)f5km 2時(shí)，k取0。202則主要斷面泥石流一次過流總量計(jì)算如表4所示。表4 xxx

14、xx溝谷主要斷面泥石流過流總量計(jì)算表位置剖面編號50年一遇暴雨工況下泥石流峰值流量（m3/s）持續(xù)時(shí)間（s)泥石流沖出量（104m3）xxx門洞1-13.5336000.26溝谷中游2-25.8936000.43溝谷下游336.7036000。49假設(shè)50年一遇降雨條件下,該溝谷發(fā)生泥石流,則依據(jù)一次泥石流固體沖出物按照泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（dt/t0220-2006）附錄i提供的計(jì)算公式計(jì)算:/(1.4）式中,一次泥石流沖出物質(zhì)量（m3）； 一次泥石流過程總量（m3）；-泥石流重度（t/ m3）；水的重度（t/ m3）；-泥石流固體物質(zhì)的重度（t/ m3).由于xxxxx泥石流以往沒有

15、監(jiān)測資料，故需通過野外調(diào)查結(jié)合查表發(fā)來確定,因治理區(qū)泥石流類型為水石流，流體呈稀漿狀，重度較低，結(jié)合泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（dt/t0220-2006）表f.1及表g。2,綜合選取為1。4 t/ m3;因松散固體堆積物主要為砂土、礫石，及部分碎石，因砂礫石重度約1。5 t/ m3，而礫石、卵石重度在2。02.3t/ m3之間，碎石、塊石重度約在2.5 t/ m3左右，故按照各松散物質(zhì)組成,泥石流固體物質(zhì)的重度取2.0 t/ m3。則xxxxx潛在泥石流溝谷在50年一遇降雨條件下，一次泥石流固體沖出物質(zhì)量見表5。表5xxxxx溝谷主要斷面泥石流固體沖出量計(jì)算表位置剖面編號50年一遇暴雨工況下

16、泥石沖出量（104m3/s)泥石流重度(t/ m3)水重度（t/ m3)泥石流固體物質(zhì)重度(t/ m3)一次泥石流固體沖出量（104m3/s)xxx門洞1-10.261。412.00.104溝谷中游220。431.412.00.172溝谷下游330。491.412.00。196（3） 泥石流流速泥石流流速是決定泥石流動力力學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)之一，本次計(jì)算根據(jù)治理區(qū)泥石流發(fā)育類型,流體組成等因素，采用北京市政設(shè)計(jì)院推薦的北京地區(qū)稀性泥石流經(jīng)驗(yàn)公式。.（1.5)式中，泥石流斷面平均流速(m/s）; 河床外阻力系數(shù)，通過泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（dz/t02202006）表i1選??； a=.。(1.

17、6）水力半徑（m），一般可用平均水深h(m）代替； 泥石流水力坡度，一般可用溝床縱坡代替。依據(jù)上述計(jì)算條件,50年一遇暴雨條件下，溝谷主要斷面泥石流平均流速計(jì)算結(jié)果如表6所示。表6 xxxxx溝谷主要斷面泥石流平均流速計(jì)算表位置剖面編號水力半徑（m）溝谷縱坡i（）河床外阻力系數(shù)泥石流斷面平均流速（m/s）xxx門洞1-10.41206.01。77溝谷中游2-20.41503。81.14溝谷下游3-30。51503。81。33（4） 泥石流整體沖擊力泥石流沖擊力是泥石流防治工程設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，泥石流整體沖壓力按泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范（dz/t0239-2004），公式3。18計(jì)算：.（1。7

18、）式中，p泥石流整體沖擊壓力(kn）; -建筑物形狀系數(shù),矩形建筑物=1.33；-泥石流重度（kn / m3）；泥石流斷面平均流速(m/s); 建筑物受力面與泥石流沖壓方向的夾角。假設(shè)各斷面布設(shè)治理工程（攔擋、排導(dǎo))，則各斷面泥石流整體沖擊壓力計(jì)算結(jié)果如表7.表7xxxxx溝谷主要斷面泥石流整體沖擊壓力計(jì)算表位置剖面編號建筑物形狀系數(shù)泥石流重度(kn/ m3)泥石流平均流速（m/s）受力面與泥石流沖壓方向的夾角泥石流沖積壓力p（kn）xxx門洞1-11。3313.721。77905.83溝谷中游221。3313。721。14902。42溝谷下游3-31。3313。721.33903。29（5）

19、 泥石流沖起高度泥石流遇反坡，由于慣性作用,將沿直線前進(jìn)的現(xiàn)象稱為爬高；泥石流遇阻，其動能瞬間轉(zhuǎn)化為勢能，撞擊處使泥漿及包裹的石塊飛濺起來，稱為泥石流的沖起。因治理區(qū)內(nèi)近年未發(fā)生過較大規(guī)模的泥石流,無明顯泥痕，故以計(jì)算值作為設(shè)計(jì)依據(jù).泥石流爬高和最大沖起高度按照泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范(dt/t02202006）附錄i提供的公式計(jì)算:。（1。8)式中,-泥石流最大沖起高度（m)；泥石流爬高（m）;-泥石流平均流速（m）；b迎面坡度的函數(shù)。計(jì)算結(jié)果見表8。表8xxxxx溝谷主要斷面泥石流沖起高度及爬高計(jì)算表位置剖面編號泥石流平均流速(m/s）泥石流最大沖起高度（m）泥石流爬高（m）xxx門洞1-11。770。160.26溝谷中游2-21。140。070.11溝谷下游3-31。330.090.14（6） 泥石流的彎道超高彎道超高是因?yàn)槟嗍髟跍喜坜D(zhuǎn)彎處因凹岸處流速較快，流體增厚，凸岸一側(cè)流速較慢，流體變薄產(chǎn)生的超高現(xiàn)象.泥石流彎道超高按照泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（dt/t0220-2006)公式i。26計(jì)算：（1。9）式中，彎道超高； 凹岸曲率半徑；凸岸曲率半徑；-