汶川地震区泥石流灾害工程防治时机的研究

“5·12”汶川地震诱发了大量的崩塌、滑坡等地质灾害,导致大面积坡面的岩土体松动,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源。在泥石流形成的三大主控因素中,最重要因子已经由震前的短历时降雨量变为松散固体物质量了。由此,在同样的降雨激发下,同一流域将可能爆发比灾前更大规模的泥石流灾害。通过对历史地震后泥石流发展规律的类比分析,结合2008年雨季灾区泥石流活动状况,讨论地震灾区泥石流工程防治的最佳时机。经过初步分析认为,在极重灾区不宜在震后3年内实施大量的泥石流防治工程,而应在震后3～5年实施工程防治;在重灾区和一般灾区,可以在震后立即实施泥石流工程防治。目前地震灾区规划了大批泥石流工程防治项目,覆盖了极重灾区和重灾区。在极重灾区立即实施大批的泥石流防治工程,可能得不到预期的防治效果。建议汶川地震区位于极重灾区的泥石流防治项目宜在3~5年后实施。     

汶川地震区震后泥石流活动特征与防治对策

2008年5月12日的汶川Ms8.0地震对地表产生强烈扰动,使得泥石流形成条件发生剧烈变化,影响到震后泥石流的活动特征和减灾对策.作者在调查数据的基础上,从固体松散物质条件、微地貌条件和水文条件的变化3个方面,分析了汶川地震区震后泥石流形成条件的变化,认为:汶川地震灾区崩塌、滑坡等产生的松散固体物质达28×108 m3,为该区泥石流长期活动提供了丰富的物质基础;流域微地貌突变特别是严重的沟道堵塞,有利于泥石流规模的增大;强烈地表扰动和毁灭性、大面积毁坏植被,改变了地表水入渗、产流和汇流条件,利于侵蚀和洪峰形成.这些流域状态的巨变,构成了有利于泥石流形成的条件组合.从而,导敛震后泥石流活动强度急剧增大,使得泥石流成为对地震区影响最为严重的灾害.震后泥石流活动的主要特点有:泥石流沟谷数量增加,大量震前被判定为非泥石流沟的流域暴发了泥石流;激发泥右流的临界雨量明显降低泥石流暴发表现出明显的高频性与群发性;泥石流的容重约提高10%～30%,原来定性为稀性或过渡性的泥石流沟转化为过渡性或粘性泥石流沟;泥石流流量普遍增大,大致可增加约50%～100%,现有规范中泥石流流量计算方法的结果偏小,需要修正.震后泥石流演变趋势为:活动强度由急剧增强的突变转为逐步减弱,期间活跃期与平静期交替出现,第1个泥石流活跃期可能会持续约15年左右;泥石流形成将由降雨控制型逐步转为松散土体控制型;一些松散土体丰富且尚未发生泥石流的面积大于5 km2流域,将是未来暴发大规模泥石流的风险源.针对震后泥石流的活动特征、演化趋势和震区泥石流防治中存在的问题,提出:判识潜在泥石流灾害,增强减灾措施的针对性;进行泥石流灾害风险分析,加强风险管理;改进泥石流规模计算方法,适应震区超常规模泥石流防治需求;重新确定泥石流预警报的临界雨量指标,加强监测预警系统建设等灾害防治对策.     

基于震后堰塞湖演化的泥石流危险性分析——以汶川县茶园沟堰塞湖演化为例

四川省汶川县茶园沟是一条低频率泥石流沟,泥石流重现期为50 a。2008-05-12在汶川县发生8.0级强震,茶园沟内形成3个小型地震堰塞湖;2009年雨季3个堰塞坝部分溃决,堰塞湖消失。地震后茶园沟沟内出现大量崩塌滑坡体,水源丰富,形成泥石流仅需要5 a一遇的洪水,暴发规模和危险性比地震前增大很多。经过2008年和2009年两个雨季茶园沟堰塞湖消失,固体物源没有减少,但形成泥石流仍然只需5 a一遇的洪水,暴发规模和危险性比刚地震后小,但比地震前大。通过对堰塞湖的演变过程分析,对比其他地震后泥石流沟的堰塞湖演化过程,得到茶园沟泥石流危险性在地震前后的变化趋势。     

汶川8级地震对岷江上游泥石流灾害防治的影响

汶川8级地震直接引发了大量的崩塌、滑坡等次生灾害,为泥石流提供了丰富的物质来源,在经历过2008年雨季后,激发了一定数量的泥石流,在今后5~10 a的时期内,还将激发大量的泥石流。震后岷江上游泥石流今后的发展趋势,主要取决于是否产生暴雨以及暴雨笼罩范围,地震引发的崩塌、滑坡是否堵塞沟道与泥石流发生、发展也有密切关系。地震后,岷江上游的泥石流防治也将面临着严峻的形势。通过对岷江上游典型泥石流沟防治工程现状的统计,指出了目前防治工程存在着数量少、标准低、承灾能力差、结构单一、设计不合理等问题,在此基础上,提出了岷江上游的泥石流灾害防治原则。     

震后堵溃泥石流的特征及防治对策研究——以四川省平武县唐房沟为例

汶川地震直接诱发的大量崩塌、滑坡堵塞沟道,形成很多堵塞坝,这些堵塞坝溃决后极易形成堵溃泥石流,由于成灾快和规模大等特征,其造成的灾害损失比一般的暴雨泥石流要严重得多.以四川省平武县平通镇唐房沟为例,通过野外考察、现场测量、取样分析等方法,分析震后堵溃泥石流的形成过程、流量计算及防治对策.通过采用形态调查法和雨洪法对唐房沟的流量计算结果表明,采用配方法计算的流量结果明、显小于采用形态调查法的结果,其主要原因是因为沟道内存在严重的堵塞,加之地震诱发的大量松散固体物质和震后激发泥石流临界降雨条件的降低,造成泥石流规模的增大.唐房沟目前防治现状存在新建的排导槽过流能力不够、基底已被破坏、弯道处未考虑超高,沟内未布置拦挡工程等问题.由于唐房沟内目前松散固体物质充足,在一定的降水条件下,仍会再次暴发泥石流,泥石流将会威胁到沟口平通镇1 600余人的生命财产安全,同时也威胁到沟口灾后重建工作的顺利开展,针对这些问题,提出了修建拦挡工程、改造排导槽并结合预管预报措施的防治对策.     

用改进的一点配置法计算催化剂有效因子（Ⅱ）方法的应用

采用本文第（Ⅰ）报提出的计算多孔催化剂有效因子的方法。针对三种不同形状的催化剂颗粒,对幂函数型动力学方程和双曲动力学方程进行了大量的计算,采用改进的一点配置法所得得计算结果与正匀配置解符合。改进的一点配置法的优点是使用简便,计算快速。     

频谱比法求取品质因子的精度分析

介质的品质因子反映了其吸收衰减的特性,精确的品质因子在地震勘探中对于补偿被近地表和地层吸收的地震波能量必不可缺。目前求取品质因子常用的方法是频谱比法及其改进方法,地震子波类型、噪音、截断及拟合区间的选取是影响频谱比法的重要因素,通过理论模型计算分析这些因素对频谱比法精度的影响。     

地震条件下亭子口重力坝深层滑动失稳模式研究（研究生论坛）

深层抗滑稳定是重力坝设计中的关键性问题,深层滑动失稳模式的确定是深层抗滑稳定问题分析的重要环节。目前地震条件下重力坝深层滑动失稳模式研究成果较少,且静力条件下较常用的处理方案中对滑移失稳模式的确定为定性方法,较依赖于工程经验。基于此研究现状,以亭子口重力坝为工程背景,本文采用了以静力条件下大坝深层滑动失稳模式为基础,综合模型试验与数值分析、定量分析与定性分析成果的研究方法,深入分析了地震条件下重力坝深层滑动失稳模式。获得地震条件下重力坝深层滑动三种可能的失稳模式,并结合局部稳定安全系数与整体稳定安全系数对各可能滑动失稳模式安全储备有较准确的认识。     

用改进的一点配置法计算多孔催化剂有效因子（I）方法的建立

用改进的一点配置法求解多孔催化剂颗粒扩散－反应边值问题,从而获得催化剂颗粒有效固子的解,必进的一点配置法将整个一维区间划分几个子区间,然后在每个子区间内用一点配置法求解非线性扩散－反应边值问题。与一级不可逆反应精确解比较,用本文方法计算结果的精度十分令人满意。     

基于灰色关联法的页岩气水平井产量主控因素分析

四川威远页岩气水平井单井的产量差异规律与单一地质、压裂参数的差异规律并不统一,其产量受多种因素的影响。为了提高水平井产量,运用灰色关联分析方法,研究产量与地质、工程相关的12个影响因素的关联性,确定影响页岩气水平井产量的主要地质因素。     

汶川地震区特大泥石流工程防治新技术探索

汶川地震在龙门山地区激发了大量的崩塌、滑坡,为泥石流的形成提供了丰富的松散固体物源,震后4年里泥石流非常活跃,暴发了数次特大规模泥石流.初步分析了2个典型泥石流防治工程失败的原因,发现对防治工程本身而言,主要因素在于目前大量采用的浆砌石结构抗冲击破坏能力弱.为了抵御特大泥石流的冲击破坏,初步提出了钢筋混凝土框架+浆砌石坝体式泥石流拦砂坝、预制钢筋混凝土箱体组装式拦砂坝的新型泥石流拦挡结构,以及复式断面泥石流排导槽、预制钢筋混凝土箱体组装式排导槽的新型泥石流排导结构,这些新结构可望在不大幅度增加工程投资的情况下,提高泥石流防治工程抗冲击破坏能力,缩短工程建设周期,保护流域生态环境,充分利用沟内现存材料.这些方法及其组合可望对特大泥石流进行有效的调控.     

汶川地震灾区帽壳子滑坡形成泥石流的过程和特征

实地调查了汶川地震灾区北川县帽壳子滑坡转化为坡面泥石流和沟道泥石流的基本特征和形成过程,并利用能量守恒原理和Takahashi泥石流运动模型对其运动特征进行了分析。结果表明：对于强震诱发的滑坡,其层间碎块石土体强度低,滑坡体内部裂隙发育,在强降雨作用下容易转化为泥石流;滑坡转化为坡面泥石流的过程为岩土体沿基岩面下滑→撞击→强碎屑化→流动→快速停积;滑坡转化为沟道泥石流的过程为滑坡体崩滑→弱碎屑化→水流掺混→掏蚀沟道→流动堆积;滑坡转化为坡面泥石流后,起始速度较快,但没有沟道限制和水力作用,因此运动阻力较大,冲出距离远小于沟道泥石流;利用Takahashi泥石流运动模型计算得到的沟道泥石流冲出距离与实际观察值比较吻合。     

汶川灾区泥石流峰值流量的非线性雨洪修正法

由于汶川地震灾区泥石流固体物质补给方式和成因的复杂性,很多泥石流流域在产流、汇流和运动阶段都存在导致流量放大的过程,用现有的泥石流峰值流量计算方法得到的结果都偏小.具体的分析表明,震后泥石流的产汇流过程并不是线性等同于清水的产汇流过程,泥石流流量的放大系数与清水峰值流量不是线性正比的关系.通过拟合北川极重灾区苏宝河和魏家沟等流域泥石流沟的现场调查数据,得到了泥石流放大系数与流域清水峰值流量之间的幂函数经验关系.并由此建立了泥石流峰值流量的非线性雨洪修正计算方法.该方法可用于计算震后崩滑体较多的流域的泥石流峰值流量.     

汶川地震中桥梁损伤机理探讨

桥梁在地震中的损伤依赖于场地条件、地面运动、桥梁结构的外形以及桥梁的细部的构造,本文通过对汶川5·12地震中桥梁主要损伤的回顾分析,列举了由于地震引起桥梁主要损伤的主要因素,归纳了地震期间可能发生在桥梁中各种类型的损伤,并对其进行了分类,得出在一些特殊的桥梁中引发损伤的各种形式.通过借鉴和分析了国内外有关桥梁地震的损伤规律,为今后灾区桥梁的修复和重建工作提供一些参考.     

贫困地区学校建筑灾后重建规划设计研究

从规划与建筑设计角度,对四川汶川地震中遭受严重破坏的学校的重建活动进行思考,并以陕西省汉中市勉县教育系统抗震救灾设计实践为例,探讨贫困地区学校建筑受地震严重破坏的原因,因地制宜提出对应的规划设计原则,指导此类地区学校建筑的规划与建筑设计活动,提高学校建筑的防震减灾水平,减少因地震造成的建筑坍塌以及次生灾害的损失.     

汶川地震诱发滑坡方向效应研究

针对在野外调查过程中发现汶川地震灾区的一些特殊区域,滑坡的滑动方向呈现出一些与地震动力直接相关的异常现象,作者对典型研究区进行了详细的遥感解译,统计了不同坡向上滑坡灾害的发育密度和大型滑坡滑向与发震断层的关系,得出汶川地震诱发滑坡具有"背坡面效应"和"断层错动方向效应"."背坡面效应"是指在与发震断裂带近于垂直的沟谷斜坡中,在地震波传播的背坡面一侧的滑坡发育密度明显大于迎坡面一侧."断层错动方向效应"是指滑坡的滑动方向与发震断裂的活动方式和错动方向密切相关.在分析强震诱发滑坡成因机理时,应加强对2种因素和效应的研究:1)地震时断裂的突然错动所产生的直接动力对斜坡失稳的初始驱动作用;2)地震过程中地震波在斜坡山体内传播的折射、反射以及由此引起的坡体内应力的变化.     

汶川地震多层砌体结构震害调查及分析

5月12日发生在汶川里氏8.0级的特大地震造成大量房屋建筑严重损坏,特别是砌体结构房屋。为了掌握各种类型的砌体结构震害特点,探讨砌体结构的抗震性能,为砌体结构设计规范的修订提供依据,地震发生后,课题组成员长期在现场进行震害调查。本文整理和归纳了此次地震中多层砌体结构破坏的主要特点,分析了各种破坏现象发生的原因。分析表明,多层砌体结构教学楼的破坏主要源于窗间墙承载力不足;按现行规范设计、施工质量较高的多层砌体教学楼和住宅楼能获得良好的抗震性能;钢筋混凝土构造柱的设置不仅加强了砌体结构的整体性、提高了变形能力,还提高了砌体的抗剪和抗压能力;砌体的破坏形态表现出丰富的多样性,应克服当前认识上的一些盲点,考虑砌体真实的受力状态来进行抗震设计;抗震概念设计需给予足够的重视。     

汶川地震中变电站开关设备破坏机理

目的分析汶川大地震中大量遭受破坏的变电站电气设备的地震易损性和震害机理．方法通过建立软母线连接的变电站开关设备耦联体系的有限元分析模型,采用非线性的索单元模拟软母线的作用．在实际记录的汶川地震波输入下,对耦联体系有限元模型进行了地震时程分析,对比了结构地震响应计算结果．结果隔离开关有母线连接瓷柱和无母线连接瓷柱的响应差别很大,母线对设备的响应影响是比较大的,它是导致设备发生破坏的重要原因．由于母线的存在,母线连接设备体系的结构响应呈现非线性的特点．结论变电站电气设备是典型的地震易损结构,在设备的抗震分析中需要考虑母线的耦联作用．