工程地质学(泥石流)详解
自然灾害 第八讲 泥石流

如甘川公路394公里处对岸的石门沟,1978年7 月暴发泥石流,堵塞白龙江。白龙江改道使长约 两公里的路基变成了主河道,公路、护岸及渡槽 全部被毁。 该段线路自1962年以来,由于受对岸泥石流 的影响己3次被迫改线。 建国以来,泥石流给我国铁路和公路造成了 无法估计的巨大损失。
33
川藏公路国道318 线脚巴山段,泥石流阻断道路。
第八讲 地质灾害-泥 石 流
1
一、泥石流
1、泥石流定义
泥石流是山区常见 的一种自然地质灾害, 大都形成于沟谷和坡地, 由于暴雨或冰湖、水库 等溃决而在沟谷或坡面 产生的一种携带有大量 泥砂、石块等固体物质 的特殊洪流,是一种危 害性极强的地质 灾害。
2
33
泥石流—是山区介于沙水流和滑坡 之间的泥沙、石块、水、气混合在一 起流动的特殊洪流。
52
(3)沟谷两岸崩塌、滑坡等地质现象发育, 分布集中;水土流失、坡面侵蚀强烈。 (4)沟内贮集有大量松散土层,包括崩滑堆 积、崩坡积、过去形成的泥石堆积、冲洪
积或冰川堆积土层等。
53
2、地形条件 (1)沟谷上游是漏斗姿态、勺状、树叶状,中游 切割深而窄,下游比较开阔。沟谷上、下游相对 高差一般在300m以上,坡面泥石流的相对高差一 般200m以上。 (2)沟底平均纵坡降一般在10%以上,泥石流初 始起动段沟底坡降一般大于25%,部分段沟底坡 降比较缓,但其中存在有陡坎和跌水,在横向上 多为峡谷。
26
五、泥石流分布特点
1.多分布在地质构造复杂、新构造运 动强烈、地震活动频繁、岩石破碎、植被 稀少的山区——松散物质。
2.多分布在温带和半干旱山区,特别 是干湿季节分明、降水集中的山区——物 质和水源条件。
27
六、泥石流的危害 泥石流对人类的危害具体表现在如下四个方面: (1)对居民点的危害:
工程地质学基础讲义第六章泥石流

I0
0.093 der R
泄 洪 道 与 导 流 堤
导流堤
舟曲,导流堤被堵
(5)保护交通线路的专门防治措施 如跨越泥石流的桥梁、涵洞、穿越泥石流的护路明洞、护路廊道 、隧道、渡槽等防护工程。
泥石流沟的选线方案
泥石流形成区,由于地形开阔,且坡体 极不稳定,一般不允许线路通过。 泥石流流通区通过的线路,要修建跨越 桥,此处地形狭窄,工程量较小。但因 冲刷强烈,桥梁易受毁坏。所以只有当 线路有足够的高程、沟壁又稳定的情况 下才能通过。 泥石流停积区,可有扇前绕避、扇后绕 避及扇身通过等几种方案加以比较。
扰动性,但是在河床顺直、纵坡平缓而石块有较
小时,可谓蠕动流。
泥石流速度计算
• 多采用半理论、半经验计算公式:VdFra bibliotek1.53
Rd2 / 3
I
3/8
Vd K H 2 / 3 I 1/ 5
四、泥石流的直进性
流体携带了大量固体物质,受阻而将部分物质堆积下来 ,沟床迅速抬高,超高、爬高,猛烈冲击,截弯取直,冲 出新道而向下游奔泄。流体愈粘稠,直进性愈强,冲击力 就愈大。成昆线1981年利子依达沟泥石流,流速高达 10m/s,密度为2.35t/m3,在沟槽转弯处泥位超高4.8-5.1m 。桥头右岸地形急弯阻挡,爬高12m,为泥深的3-4倍。
五、泥石流的脉动性
一般的洪流过程线是单峰(少数为双峰)型涨落 曲线;泥石流暴发时,几乎以相等的时间间隔一阵 一阵地流动。称阵性运动或波状运动。曲线为正弦 曲线,一场泥石流出现几阵、几十阵至上百阵。
泥石流脉动性的主要原因是:一是具有宾汉体的 性质;二是具有运动的阻塞特性。
泥石流分类
• 流域形态化分: 标准型、河谷型、山坡型 • 物质组成划分: 水石流、泥石流、泥水流 • 流体性质划分: 粘性、稀性 • 按照水源物源划分
工程地质讲稿-第13章泥石流

这三者构成了岩溶发育的基本条件。
7 、泥石流形成的三方面基本条件是
条件、
、Hale Waihona Puke 条件、、条件。
等。
8、地下洞室围岩变形破坏的主要类型有:
四、简答题:(30分)42分
1 、简述地面沉降的形成机制及危害。 2 、如何判断土体是否可能发生渗透变形? 3 、简述砂土和粘性土的工程地质性质的差异? 4 、影响隧道围岩稳定的因素有哪些?
有关2012年期末开卷考试
1. 考试题型:
1)选择题 (将正确答案填入(
)中。本大题共有10个空,每空1分,共10分)
2)综合论述题(本大题共3个小题,每小题10分,共30分) 3)读图分析并回答问题(本大题共有4个小题,共40分) 4)计算题(本大题共有2道小题,共20分)
考试形式:开卷。
1. 考分组成:平时成绩×20%+期末成绩×50%+是些成绩30%。 2. 考试时要求直尺、计算器。 3. 考试范围:第1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12、13章内容。 综合论述题主要出自6、8、9章。 读图分析题主要出自第3、4、6、8、9章。 计算题出自第4、7章。 其他各部分在各章均有分布。
类型 • 从物质成分:水石质、泥石质及泥质。 • 从水体补给方式:雨水型、冰川型两类 • 暴发起因:融雪型泥流、溃决型泥石流、 地 震型泥石流及火山型泥石流 • 受力性质:
• 土力型(滑坡型和崩塌型两种;)
• 水力型(坡面侵蚀型及河床侵蚀型)
综合分类:四组指标作为泥石流的分类基础:
• (1) 泥石流形成特点(暴发起因)分两个亚 组: • ① 水体补给; • ② 固体物补给。 • (2) 泥石流结构,流变类型; • (3) 泥石流的物质成分类型; • (4) 泥石流的规模和破坏力。
岩土工程勘察泥石流

我国地貌第一、二级阶梯,包括广阔的高原、深 切割的极高山、高山和中山区,是泥石流最发育最集中的地区,泥石流沟群常呈带状或片状分布。其中成片的集中在青藏高原东南缘山地、四川盆地周边,以及陇东-陕南、晋西、 冀北等以及黄土高原东缘为主的地区。
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二 泥石流的形成条件和分类
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全流域综合治理
拦挡工程是用以控制组成泥石流的固体物质和雨洪径流,削弱泥石流的流量、下泄总量和能量,减少泥石流对下游经济建设工程冲刷、撞击和淤积等危害的工程设施。
泥石流的全流域综合治理,目的是按照泥石流的基本性质,采用多种工程措施和生物措施相结合,上、中、下游统一规划,山、水、林、田综合整治,以制止泥石流形成或控制泥石流危害。这是大规模、长时期、多方面协调一致的统一行动。
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1.泥石流勘察应在可行性研究或初步勘察阶段进行,应查明泥石流的形成条件和泥石流的类型、规模、发育阶段、活动规律,并对工程场地做出适宜性评价,提出防治方案的建议。2.泥石流勘察应以工程地质测绘和调查为主,测绘范围应包括沟谷至分水岭的全部地段和可能受泥石流影响的地段。3.当需要对泥石流采取防治措施时,应进行勘探测试,进一步查明泥石流堆积物的性质、结构、厚度、固体物质含量、最大粒径、流速、流量、冲出量和淤积量。4.泥石流地区工程建设适宜性的评价。5.泥石流岩土工程勘察报告
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拦挡工程 这类工程多布置在流通区内,修建拦挡泥石流的坝体,也称谷坊坝。它的作用,主要是拦泥滞流和护床固坡
排导工程 包括排导沟、渡槽、急流槽、导流堤等,多数建在流通区和堆积区。最常见的排导工程是设有导流堤的排导沟(泄洪道)。它们的作用是凋整流向,防止漫流,以保护附近的居民点、工矿点和交通线路。
泥石流

泥石流读书报告土木142陈炜(14134203)一、概述泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物质容量大和破坏力强等特点。
发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等,造成巨大损失。
二、泥石流形成条件泥石流的形成必须同时具备三个基本条件,分别是:地形条件、地质条件和气象水文条件。
1.地形条件是泥石流形成的空间条件,对泥石流的制约作用十分明显,其主要方面在于地形形态和坡度是否有利于积蓄疏松固体物质、汇集大量水源和产生快速流动。
每一处泥石流自成一个流域,典型泥石流的流域可划分为形成区、流通区和堆积区2.地质条件决定了松散固体物质来源、组成、结构、补给方式和速度等。
泥石流强烈发育的山区,多是地质构造复杂、岩石风化破碎、新构造运动活跃、地震频发、崩滑灾害多发的地段。
这样的地段,既为泥石流准备了丰富的固体物质来源,也因地形高耸陡峻,高差对比大,为泥石流活动提供了强大的动能优势。
3.泥石流发生的水文气象条件是指暴雨给沟谷区域带来大量的汇聚水。
水既是泥石流的组成部分,又是泥石流的搬运介质。
松散固体物质大量充水达到饱和或过饱和状态后,结构破坏,摩阻力降低,流动性增大,从而与水一起流动形成泥石流。
春夏季节高强度的暴雨使得沟谷的水流和泥石混合形成泥石流,且短时间内突然性的大量沿沟谷喷发出来,冲毁下游的建(构)筑物,造成泥石流灾害。
三、泥石流的分类及地貌1.分类1)按泥石流流域形态分类:标准型泥石流;河谷型泥石流山;坡型泥石流2)按泥石流的物质组成分类:水石流型泥石流;泥石流型泥石流;泥水流型泥石流3)按泥石流体性质分类:粘性泥石流;稀性泥石流2.泥石流的地貌1)泥石流侵蚀地貌:破碎坡;基岩谷;角峰2)泥石流的堆积地貌:泥石流堆积扇;堆积垄岗;堆积龙头;堆积斑3)泥石流的侵蚀-堆积地貌:阶地;葫芦谷;多变谷;缝隙堆积基岩谷四、泥石流的防治1.泥石流的治理措施1)生物措施:泥石流防治的生物措施是包括恢复植被和合理耕牧。
第九章泥石流工程地质研究

四 、 按 泥 石 流 的 成 因 分 类
自 然 演 变 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 不 合 理 活 动 型 混 合 型
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: (1)工、矿、交通、城镇建设弃渣不当,环境意识不足,管理水 平低。 (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)陡坡面上植被单一,缺乏科学的多层次立体防护。
第十一章 泥石流工程地质研究
东川小江泥石流
第一节
概述
什么是泥石流?它与山洪、滑坡、崩塌 有什么区别?
泥石流 —— 是山区特有的一种自然地质现象。它
是由于降雨 ( 持续降雨、暴雨)、融雪、冰川融水等作 用下而形成的一种挟带大量泥砂、石块等固体物质的暂 时性急水流。
泥石流与一般山洪的根本区别在于:它是一种含有 大量固体物质的流体,固体物质量有时超过水体量。
沟 有明显的坡面和沟槽汇流过程,松散物主要来自坡 谷 型 面和沟槽两岸及沟床堆积物的再搬运。泥石流流动除在 泥 堆积扇上流路不确定外,在山口以上基本上集中归槽。 石 流
坡面型泥石流
沟谷型泥石流
沟谷型泥石流
含有大量细粒粘土物质,固体物质含量占40%~60%,
三 、 按 泥 石 流 流 体 性 质 分 类
冲毁房屋
舟曲特大泥石流灾害
2010年8月7日22时许,甘南藏族自治州舟
曲县突降强降雨,县城北面的罗家峪、三
眼峪泥石流下泄,由北向南冲向县城,造
成沿河房屋被冲毁,泥石流阻断白龙江、
工程地质(泥石流部分)

•
•
8月8日凌晨,甘肃省舟曲县因强降雨引发滑坡泥石流,有一 个300户左右村庄被整体掩埋。 目前,甘肃舟曲泥石流已经导致2000余人失踪,冲毁大小楼房 20余栋,近一半区域房屋设施严重损毁。由于灾情发生在深夜, 绝大多数人来不及逃生,白龙江两层以下楼房全部被淹没,目前 已救出680多人,县城中被困的人估计有500-600多人。
流域呈扇形,面积较大(十几~几十平方公里),能
明显划分出形成区、流通区和堆积区; 2.河谷型泥石流 流域狭长条型,形成区多为河流上游的沟谷,固体物 质来源于沟谷中分散的坍塌体,沟谷中一般常年有水,水 源较丰富,流通区和堆积区往往不能明显分开,在流通区 内既有冲刷,又有堆积; 3.山坡型泥石流 流域呈斗状,面积较小(一般小于1平方公里),无 明显流通区,形成区与堆积区直接相连。
• 受灾前的甘肃南部舟曲县。 图片来源:新华网
•
(2010年8月8日凌晨), 甘肃省舟曲县因强降雨引 发滑坡泥石流,有一个300 户左右村庄被整体掩埋。 • 目前,甘肃舟曲泥石流 已经导致2000余人失踪, 冲毁大小楼房20余栋,近 一半区域房屋设施严重损 毁。由于灾情发生在深夜, 绝大多数人来不及逃生, 白龙江两层以下楼房全部 被淹没,目前已救出680多 人,县城中被困的人估计 有500-600多人。
• D. 其他条件 • 如人为地滥伐山林,造成山坡水土流失; 开山采矿、采石弃渣堆石等,往往提供 大量物质来源。 • 上述条件概括起来为:①有陡峻便于集 水、集物的地形;②有丰富的松散物质; ③短时间内有大量水的来源。此三者缺 一便不能形成泥石流。
7.3.2 泥石流的分类
按流域形态分类 1.标准型泥石流
泥 石 流 防 治
实 例
泥 石 流 防 治
泥石流 工程地质

杜春峰 土木09-3
什么是泥石流?
泥石流
泥石流是山区由于暴雨、冰雪融水 激发含有大量泥沙、石块的特殊洪流。
泥石流是含饱和的高浓度碎屑物沿侵蚀 坡面和陡峻沟床流动的流体。 泥石流又以泥沙、卵砾、石块等土体物质 含量高,流体浓稠、粘性强而不同于挟沙水 流(山洪、洪水),从而致使泥石流又具有 结构性、惯性强,搬运力大,冲淤变幅大、 分选性差、破坏性强等特征。
1.水土保持措施:平整山坡、植树造林、修建 谷坊、坡面排水等;→泥石流形成区
2.拦挡措施:各种拦挡坝与坝群;→泥石流流 通区
3.排导措施:排洪道、导流堤、停淤场。→泥 石流堆积区
提问:山区发生泥石流,在地形,岩石,植被,气候方面的条 件是什么? 回答:
地形:坡陡谷深的山区 岩石:破碎,松散碎屑物质多 植被:缺乏,山坡表层缺少保护 气候:暴雨或连续性降雨或冰雪融水汇集
我国泥石流发生地区图
我国泥石流发生地区:
1.多发生在青藏高原边缘地区, 如云南、四川、贵州接壤地带.
该地带现代地壳活动强烈,山体中断裂发育, 岩石破碎,风化严重,加上干湿季分明,暴雨集中, 使滑坡、泥石流灾害突发,形成了地震、滑坡、 泥石流的灾害系统.
东部低山丘陵与平原交界处也会出现.
泥石流的破坏性
泥 石 流 防 治
实 例
泥石流监测项目和内容
监测项目 水源观测 土源观测 监测内容 监测仪器 雨量、土壤水、 自记雨量计、自记土壤仪、 径流量 三角堰 常规地形测量仪器 崩塌、滑坡的长 宽、厚、度和体 积,变形情况
泥石流体观测 容重、泥位、地声、 容重仪、超声波泥位计、 断面、流速、流量、 遥测地声仪、水准仪、遥 总淤积量、粘度、 测流速仪、烘箱、粘度仪、 粒度 粘度筛、粘度分析仪 冲淤观测
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的 识
(3)因堵塞而造成堵塞体上游的淤埋
别
与淹没的灾害,堵塞体下游因堵塞体溃
决而突发的冲毁或淤埋的灾害。
(4)诱发大河上、下游河段的灾害, 直接灾害后果严重,具有难以抗御的特 点,并易诱发次生灾害。
泥
地质灾害灾情与灾害损失程度
石 流 活 动 危
灾害程度 分级
死亡人数 (人)
受威胁人 数(人)
直接经济 损失(万 元)
险 性
小型级
<3
<10
<100
评
估
中型级
3-10
10-100 100-500
的
技 术
大型级
10-30 100-1000 500-1000
分
析
特大型级
>30
>1000
>1000
注: 1、灾情分级:按死亡人数及直接经济损失划分 2、危害程度分级:按受威胁人数及直接经济损失划分
W
泥
Y
泥石流危险性分级
石
流 活
洪水淘蚀
rc<1.3tf/m3 洪水
rc≥1.3tf/m3 泥石流
W
6、泥石流按携带物质组成分类
Y
泥
rc≥1.6tf/m3 。泥沙粒径主要由均匀的粉粒级以下
流 物质组成,多为非牛顿体。多集中分布在黄土及火山灰
型 地区。
水 石 型
rc≥1.3tf/m3 。粉粒及粘粒含量极少,以沙、块石 为主,为牛顿体,多见于花岗岩地区。
泥
rc≥1.3tf/m3。介于上述二种类型之间多为牛顿体,
石 少部分也可以是非牛顿体。广见于各类地质体地区及堆
型 积体中。
Y
W
泥 石 流 活 动 的 识 别
水石型
泥流型 泥石型
W
Y
6、泥石流按流体性质分类
根据泥石流流体性质,可分为粘性泥石流和稀性泥石流。
W
Y
泥 石 流 活 动 的 识 别
W
Y
3100
1#
3000
2# 3#上
2900
3#下
2800
2700
2600
滑坡
2500
2400
滑坡
马
2300
2200
十
2100
觉
2000
1900
1800
1700
1600
3、影响泥石流形成的因素
1号支沟 2号支沟 3号支沟上沟 3号支沟下沟
稳定物源 潜在不稳定物源 不稳定物源
泥石流发生的规模大小和 类型与许多因素有关,但主 要有:
巨型 大型 中型
泥石流输移总量:>50 万方 泥石流输移总量:20-50 万方 泥石流输移总量:2-20 万方
小型 泥石流输移总量:<2 万方
泥石流活动强度
Qc > 300 m3/s Qc =100 - 300 m3/s Qc =10 - 100 m3/s
Qc < 10 m3/s
特强 强
沟口堆积扇规模很大,大河河型变化,形成区内松散体体积大,数量多 且变形大
中型
10-100
100010000
小城镇和居民,县省级厂、矿、 100- 工程建设、水路交通枢纽和干 500 线。
小型 <10 <1000 <100 农村、村庄、村、乡级企业
W
泥石流发生周期
Y
高频
中频 低频 极低频
每年均发生,一年内可能多次 发生
2-10年 10-50年
>50年
W
Y
泥石流活动规模
析
小城镇和居民,县省级厂、矿、
危险性中
中等 中
工程建设、水路交通枢纽和干
线。
危险性小
好
小
农村、村庄、村、乡级企业
W
泥石流防治工程等级
泥
Y
石
划分条件(符合一个条件即可)
流 活 动 危
工程等 级
受保护 的人数 (人)
受直接
保护的 财产(万 元)
工程
总投 资(万 元)
受保护的对象
险 性 评 估 的
特大型 >1000 >20000
6、泥石流按流域地貌形态分类
据泥石流流域特征,分沟谷型泥石流和山坡型泥石流。
W
Y
山坡型泥石流 沟谷型泥石流
W
Y
泥 石 流 活 动 的 识 别
W
Y
泥石流成灾类型及特点
泥
(1)破坏自然生态环境。灾害沿通过
石
地区展布,随地形变化成带状和片状。
流 活
(2)快速冲毁或淤埋通过地区的生产、
动
生活设施及危及人身和财产安全。
5、泥石流的径流特征
1、流态特征 ;2、流速、流量特征 ;3、 泥石流的直进性和爬高性 ;4、泥石流漫流 改道;5、泥石流的周期性
降雨
泥石流形成过程框图
泥
流域环境
石
流
活
地形
动
植被
松散堆积物 (人为的、自然的)
崩滑 塌坡
的
分散补给
集中补给
块体运动
识
别
洪水汇流(QB)
泥沙汇流(QH)
河沟或坡面 QB+QH=QC
1、地质构造;
连 渣 依木
支沟
2、新构造运动; 3、地震;
4、不良地质现象;
5、人为等因素。
连渣依木支沟流域松散物源分布及稳定性分区图
4、泥石流的地貌特征
泥石流的地貌特征根据泥石流沟的地貌特征,一 般可划分为形成区、流通区和堆积区。有的泥石流 还可以分出清水动力区。
W
Y
泥石流活动三过程: 1、“形成-输移-堆积” 是地表一次破坏和塑造过程; 2、平面呈一不对称的哑铃 形成区和堆积区的形态极不 稳定。 3、形成区由条带状向树枝 状发展。 4、流通区在发展过程中相 对稳定。 5、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。
危险性分级
稳定 损失情 状态 况
危险对象
动
危 险 性 危险性特大 评 估 的 技 危险性大 术 分
很差 差
特大 大
大城市、国家级厂、矿、工程 建设、水路交通枢纽和干线、 地质遗迹和旅游区,及国家级 国土开发和社会经济发展项目
中等城市、省级厂、矿、工程 建设、水路交通枢纽和干线、 地质遗迹和旅游区,及国家级 国土开发和社会经济发展项目
大城市、国家级厂、矿、工程 建设、水路交通枢纽和干线、 >2000 地质遗迹和旅游区,及国家级 国土开发和社会经济发展项目
技
中等城市、省级厂、矿、工程
术 大型 分
100- 10000- 500- 建设、水路交通枢纽和干线、 1000 20000 2000 地质遗迹和旅游区,及国家级
析
国土开发和社会经济发展项目
别
融雪等作用于流域内不稳
定的地表松散土体上,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。
2、泥石流的形成条件
泥石流的形成,必须具备三 个条件: 1、有丰富松散的固体物质; 2、充足的水源; 3、陡峻的地形。
2、泥石流的形成条件
1、有丰富松散的固体物质;
2、泥石流的形成条件
2、充足的水源; 3、陡峻的地形。
W
Y
地质灾害之一(泥石流)
泥石流形成
过 程 框 图
1、泥石流的定义
泥石流活动
泥石流是含有大量固体
产
出 环 境
物质(泥、砂、石)的特
泥 石 流
殊洪流。为高浓度的液相、 固相混合流。
泥石流是山区汛期常见的
活
一种严重的水土流失(泥沙失
动
稳搬运)现象。某些山区河
的
流在汛期中由于暴雨或其
识
它水动力如溃坝、冰川、