强震区特大泥石流综合防控理论与实践

　　《强震区特大泥石流综合防控理论与实践》介绍强震区特大泥石流综合防控技术与示范应用研究成果。震后泥石流沟物源巨大，同震崩滑体、震裂山体等易起动的松散固体物质多，沟道堵点多，主河因淤积抬升排导能力急剧下降等，导致其治理难度较震前更大，更重要的是防控措施针对性差。针对这些问题，《强震区特大泥石流综合防控理论与实践》进行系统研究，包括强震区泥石流不同成因物源起动模式及动储量评价方法、强震区宽缓与窄陡沟道型泥石流致灾机理及灾害链效应、强震区宽缓与窄陡沟道型泥石流动力学特征、强震区高位滑坡型泥石流运动机理及新型拦挡技术、强震区宽缓与窄陡沟道型泥石流综合防控技术、强震区特大泥石流综合防治标准化技术体系等关键科学技术问题。

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目录
第1章 绪论1
1.1 强震区特大泥石流基本特点及空间分布2
1.2 强震区特大泥石流成灾活动及危害性3
1.3 强震区特大泥石流勘查和治理工程设计关键理论和技术问题5
1.3.1 特大泥石流勘查关键理论和技术问题5
1.3.2 特大泥石流治理工程设计关键理论和技术问题6
第2章 强震区泥石流不同成因物源起动模式及动储量评价方法8
2.1 不同成因类型松散物源起动模式及动储量评价9
2.1.1 崩滑物源9
2.1.2 沟道物源22
2.1.3 坡面物源40
2.2 基于多源遥感方法的强震区高位震裂物源综合识别技术43
2.2.1 基于光学遥感局部阈值二值化的同震山体震裂物源初步识别44
2.2.2 光学遥感影像多特征融合解译高位震裂物源筛查51
2.2.3 基于Dyna-head Yolo v3 神经网络的震裂山体物源检测方法56
2.2.4 基于FPN-rUnet神经网络的震裂山体物源几何边界及面积解译59
2.3 强震区高位震裂物源起动机理及动储量评价方法69
2.3.1 震裂山体在高静水压力下的失稳模式研究69
2.3.2 震裂山体物源动储量评价模型80
2.4 强震区不同成因松散物源储量评价新技术87
2.4.1 基于多期无人机航测的泥石流物源三维精确量化技术87
2.4.2 泥石流堆积体半航空瞬变电磁探测技术108
2.5 小结113
第3章 强震区宽缓与窄陡沟道型泥石流致灾机理及灾害链效应115
3.1 强震区宽缓和窄陡沟道型泥石流孕灾模式及起动机理115
3.1.1 宽缓与窄陡沟道型泥石流孕灾模式115
3.1.2 宽缓沟道型泥石流起动机理121
3.1.3 窄陡沟道型泥石流起动机理127
3.2 强震区宽缓沟道型泥石流致灾机理及灾害链效应136
3.2.1 宽缓沟道型泥石流特征136
3.2.2 宽缓沟道型泥石流成灾机理143
3.2.3 泥石流堵溃放大效应模拟149
3.3 强震区窄陡沟道型泥石流致灾机理及灾害链效应153
3.3.1 窄陡沟道型泥石流特征153
3.3.2 窄陡沟道型泥石流灾害链致灾机理165
3.4 强震区沟道型泥石流多级多点堵溃级联效应研究175
3.4.1 典型级联溃决型泥石流特征分析175
3.4.2 堰塞体失稳判别式构建178
3.4.3 堵塞系数计算方法研究183
3.5 小结204
第4章 强震区宽缓与窄陡沟道型泥石流动力学特征205
4.1 宽缓与窄陡沟道型泥石流流速特征205
4.1.1 泥石流内部流速模型实验205
4.1.2 泥石流内部流速计算模型214
4.2 泥石流大块石冲击力模型实验216
4.2.1 冲击力计算模型推导216
4.2.2 冲击力模型实验217
4.2.3 泥石流大块石冲击力计算模型220
4.3 强震区沟道型泥石流堆积体承载能力时空变化特性221
4.3.1 泥石流堆积体固结特性室内模拟实验221
4.3.2 泥石流堆积体固结沉降实验结果分析230
4.3.3 泥石流沉积物淤埋固结机理235
4.4 强震区沟道型泥石流磨蚀性能研究249
4.4.1 泥石流磨蚀实验装置研制250
4.4.2 泥石流磨蚀实验结果分析252
4.4.3 泥石流磨蚀机理262
4.5 小结264
第5章 强震区高位滑坡型泥石流运动机理及新型拦挡技术265
5.1 高位滑坡型泥石流运动学特征及本构模型对比分析266
5.1.1 滑坡运动“加载效应”特征分析270
5.1.2 颗粒流理论模型276
5.1.3 多模型对比分析结果278
5.2 高位滑坡型泥石流犁切动力侵蚀计算模型280
5.2.1 动力侵蚀犁切阻力计算模型280
5.2.2 动力侵蚀犁切模型计算实例285
5.3 高位滑坡型泥石流小口径组合桩群主动固坡固源技术288
5.3.1 茂县梯子槽高位滑坡基本特点288
5.3.2 加固方案比选290
5.3.3 小口径组合桩群拱圈力学特性三维数值模拟293
5.3.4 小口径组合桩群施工方法及注浆加固效果295
5.4 高位滑坡型泥石流堆积物桩板排导槽控源固坡技术297
5.4.1 汶川县烧房沟泥石流基本特点298
5.4.2 高位滑坡型泥石流桩板排导槽控源固坡技术301
5.5 高位滑坡型泥石流抗冲击桩-梁拦挡组合及自复位结构304
5.5.1 高位滑坡型含巨石泥石流抗冲拦挡结构大型物理模拟实验平台305
5.5.2 高位滑坡型泥石流抗冲击桩-梁组合结构物理模型实验306
5.5.3 桩-梁组合结构防治效果数值模拟对比及主要设计参数分析315
5.5.4 桩-梁组合结构损伤特性数值模拟结果对比分析318
5.5.5 两种自复位装置结构损伤数值模拟结果对比分析324
5.6 小结327
第6章 强震区宽缓与窄陡沟道型泥石流综合防控理念及技术329
6.1 宽缓与窄陡沟道型泥石流综合防控理念329
6.1.1 宽缓沟道型泥石流防控理念329
6.1.2 窄陡沟道型泥石流防控理念331
6.1.3 宽缓与窄陡沟道型泥石流防控理念提炼332
6.2 宽缓沟道型泥石流综合防控成套技术332
6.2.1 拦-导-排综合防治技术332
6.2.2 基于泥石流抛程的排导槽设计方法333
6.2.3 泥石流排导槽结构计算方法334
6.2.4 槽底简化计算方法——反力直线法337
6.3 窄陡沟道型泥石流综合防控成套技术338
6.3.1 泥石流柔性拦截系统多场多介质耦合计算方法338
6.3.2 泥石流坝前护坦防冲与掏蚀控制新技术362
6.3.3 固源式速排技术363
6.4 泥石流防治工程结构辅助技术364
6.4.1 泥石流排导结构抗磨蚀耐久性设计方法364
6.4.2 泥石流排导槽抗磨蚀结构366
6.4.3 减缓泥石流沟底下蚀辅助技术367
6.5 泥石流淤埋路段及冲失断道应急通行技术370
6.5.1 泥石流淤埋路段道路交通应急通行技术370
6.5.2 泥石流冲失部位道路交通应急通行技术380
6.6 小结390
第7章 强震区特大泥石流综合防治标准化技术体系391
7.1 泥石流勘查关键技术问题及研究391
7.1.1 不同成因松散物源的精准识别391
7.1.2 泥石流堵塞系数分项取值392
7.1.3 沟域汇水动力条件调查393
7.1.4 沟域粗大颗粒调查396
7.1.5 沟床堆积物*大冲刷深度确定397
7.2 泥石流防治工程设计关键技术问题及研究398
7.2.1 拦砂坝设计400
7.2.2 排导槽设计408
7.2.3 停淤场工程系统集成设计410
7.2.4 泥石流新近堆积区应急通行设施设计410
7.2.5 泥石流绿色治理设计411
7.3 强震区典型泥石流治理工程效果评价411
7.3.1 典型泥石流治理工程效果411
7.3.2 泥石流治理工程经验与教训423
7.4 强震区特大泥石流综合防控技术示范应用431
7.4.1 应用示范区选址及意义431
7.4.2 应用示范工程建设内容433
7.4.3 研究成果在强震区应用推广449
7.5 强震区特大泥石流综合防治标准化技术体系构建450
7.5.1 体系建立依据450
7.5.2 体系主要内容451
7.6 小结455
参考文献457