基于光纤传感技术的泥石流冲击力测量系统与反演方法

目前水槽实验一般采用压电式压力传感器测量泥石流冲击力,这种传统测量模式的电信号易受电线阻抗效应的影响,且没有考虑测量装置受冲击变形对测量结果所产生的影响。针对以上问题,基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术,设计了悬臂梁式泥石流冲击力测量系统; 基于泥石流的宾汉体模型和受冲击体的本构关系,构建了包含中心波长最大偏移量、结构材料弹性模量和流深的泥石流最大冲击力反演公式。依据测量系统的力-光耦合效应设计水槽实验,开展了7组不同密度(1.8、1.9、2.0 g·cm^-3)的冲击实验工况。结果表明:①数据之间呈现较好的规律性,光纤布拉格光栅中心波长最大偏移量随着密度的增加而增大,同一密度下光纤布拉格光栅中心波长变化过程与泥石流冲击过程相吻合,从而验证了冲击力反演模型和测量系统之间具有良好的适应性; ②冲击力峰值为30.75～74.06 kPa,冲击力系数为0.92～1.95,与泥石流冲击特性相吻合,进而验证了本测量系统在克服传统压电式压力传感器自身缺陷的同时,亦能实现冲击力的稳定可靠测量。     

基于面向服务的泥石流数值模拟通用平台

对当前泥石流模拟系统的单一性缺点进行了研究,提出了面向服务的泥石流数值模拟的通用平台思想。以有限差分模型为基础,采用面向服务的思想,设计了系统 C/S模式的技术方案并完成了整个系统的设计和实现。经过香港滑坡地形图的验证,证明了本通用平台的可行性和有效性。     

基于FLO-2D的泥石流工程治理效果分析——以都江堰银洞子沟泥石流为例

选取地震区典型泥石流沟银洞子沟作为研究对象,运用FLO-2D软件再现该沟2013年泥石流发生过程,验证了通过研究区雨量数据获取泥石流流量线方法的可靠性以及相关模拟参数选取的合理性。在此基础上,基于泥石流发生频率和暴雨爆发频率相同的假设,对不同爆发频率下的泥石流工程治理效果进行了分析。结果表明:工程治理后,当爆发频率为30,50 a时,工程治理效果显著;当爆发频率为100 a时,工程治理效果不显著。因此,建议相关管理部门加强极端降雨条件下泥石流的预警和防治工作。     

黄土泥石流对桥墩冲击的模拟分析

风积黄土地区泥石流颗粒较细,在一定条件下可将泥石流简化为泥流;采用3组双向流固耦合模型对某风积黄土地区泥石流冲击桥墩进行模拟分析。2组模型综合对比表明建模符合物理实际,用组一产生的变量参数对桥墩的强度进行分析并给出建议,将组一组三模型中点M的位移-时间图像对比,定性说明施做盖梁对桥墩稳定性产生的影响。     

九寨沟县乱水湾泥石流基本特征及防治思路

结合九寨沟县乱水湾泥石流工程地质条件,对九寨沟县乱水湾泥石流基本特征及防治工程进行分析研究。研究结果表明:"5.12"汶川地震之后,乱水湾泥石流流域内岩、土体的原始应力状态发生改变,地质结构受到破坏松弛,为泥石流形成提供了大量的物源条件;近年来,四川盆地极端天气频发,降雨具有强度大、持续时间长的特征,为泥石流形成提供了强大的水动力条件。2009年,"7.11"特大暴雨激发了乱水湾泥石流发生。针对九寨沟县乱水湾泥石流的特点,提出以"拦固"为主,辅以"排导"的思路。     

云南蒋家沟黏性泥石流输沙的涨落特征

间歇性阵流是山区小流域发生的黏性泥石流活动的基本形式,其输沙特性表现出一定的间歇性和涨落特性,其涨落可达均值的2~4个数量级。利用Hurst指数分析了蒋家沟近50年的数千阵泥石流观测资料,发现间歇性阵流的流量、径流量、输沙量序列的Hurst指数均大于0.5,说明序列具有一定程度的长程关联性。同时,对比阵流序列与洪峰序列,发现泥石流阵流的长程关联性强于洪峰序列。另一方面,输沙量的累积百分比均满足统一的指数分布形式:P(S)=CS~(-μ)exp(-S/S_c),其中μ越大意味着序列中输沙量较小的阵次越多;S_c表示的是阵流输沙的涨落情况,即S_c越大,阵流输沙的涨落越大。     

黏性泥石流浆体对拦砂坝冲击规律研究

泥石流冲击力是拦砂坝发生冲击破坏的主要原因,研究泥石流对拦砂坝的冲击力,可为防止拦砂坝发生冲击破坏及拦砂坝结构优化设计提供数据和技术支撑。影响泥石流冲击力的因素众多且各因素影响程度不同,选取泥石流浆体容重、排导槽坡度、排导槽进口泥深3个主要因素进行了敏感性分析;分别对3个因素设立3个水平,运用正交试验设计原理,确立9组试验方案,分别进行数值模拟,以关键点泥石流最大冲击力为评价指标,基于试验结果,运用极差分析和方差分析对以上因素进行了分析;对泥石流浆体及块石冲击作用下拦砂坝的动力响应进行了相关数值模拟。结果表明:排导槽坡度为影响冲击力大小最显著的因素,其次为排导槽进口泥深、泥石流容重;泥石流浆体会对整个坝体产生冲击作用,而块石仅对坝体局部产生影响。     

泥石流危险性研究现状与发展趋势分析

泥石流灾害是一种常见的地质灾害,对其研究的核心问题是对泥石流危险性的评价．本文就其单沟预测方法与区域预测方法进行归纳和总结,并对其存在的不足进行分析,在此基础上就其发展方向及需要进一步完善的问题进行探索．     

Bayes判别分析法在泥石流预测中的应用研究

泥石流是山区典型的具有严重危害的地质灾害现象,若能实现对其提前预测预报将是十分有意义的.然而影响泥石流的因素错综复杂,本文综合考虑沟道纵比降、前期降水量、固体物质贮量三个必备因素对泥石流产生的影响,基于Bayes判别分析理论,利用泥石流资料作为训练样本,建立了泥石流预测的Bayes判别分析模型.预测结果表明,该模型结果与实际情况吻合良好,说明该模型在泥石流预测中具有良好的实用性和有效性.     

夏河县尕寺沟泥石流灾害特征及防治对策

2008年8月20日凌晨,夏河县突降暴雨,城区南北两侧洒哈尔沟、尕寺沟、颜克尔沟、曼克尔沟、门乃合沟、桑扎沟等沟道暴发泥石流,给县城及附近乡镇居民生命及财产造成严重的危害,泥石流灾害共造成4人死亡、99人受伤,造成直接经济损失近2.0亿元."8.20"泥石流爆发后,尕寺沟泥石流进入拉不楞寺寺院区,僧人住宅及寺院建筑多处受灾,沟口严重毁坏的排洪渠边沿距寺院白塔仅2.15m,直接经济损失约0.4亿元.通过对尕寺沟泥石流的野外实际调查、勘查及现场实验,在查明尕寺沟泥石流发育特征、流体特征、场地工程、水文地质条件的基础上,提出了泥石流防治对策.