区域暴雨型公路病害形成机理及危险性评价研究

摘要

暴雨引发区域公路病害是公路工程中常见的灾害之一，具有群发性、同时性、突发性和成灾大等特点，严重影响道路交通及经济建设的发展。作为公路工程防灾减灾工作中一项非常重要的非工程性措施，区域暴雨型公路病害的形成机理、发育规律及危险性评价预测越来越引起人们的重视。其研究主要集中在公路水毁与公路地质灾害的发育规律分析、风险评价区划研究和灾害预警预报三个部分，而对暴雨型公路病害进行系统、专项研究的特别少。同时，由于暴雨型公路病害的复杂性，目前取得的研究成果还远不能满足公路工程防灾减灾工作的要求。本文针对目前区域暴雨型公路病害的研究在实践应用中存在的局限性，基于已有的相关研究成果，对研究区暴雨型公路病害的类型划分、形成机理分析、发育规律的探讨、评价指标体系的建立与评价方法的选择以及基于GIS对研究区暴雨型公路病害危险性进行了全面系统的深入研究，研究成果具有一定的创新性，对公路工程的防灾减灾具有重要的指导性意义。主要包括以下几个方面： ⑴对暴雨型公路病害形成的基本条件做了分析，指出地质环境条件、公路主体条件和暴雨动力三大条件对暴雨型公路病害形成的影响，并将暴雨型公路病害从成因机理方面划分为两大类：冲蚀切割型、溶蚀软化型；并提出暴雨雨水冲蚀切割型破坏方式可分为山洪水冲刷、河流洪水冲刷和暴雨泥石流冲刷三种方式，并对冲蚀切割型和溶蚀软化型及其亚类的公路病害类型特征做了深入分析。 ⑵在形成机理研究方面，全面的、系统的、定量化分析了暴雨型公路病害形成的两个阶段：①水动力作用阶段，包括暴雨冲刷过程、下渗过程和渗流过程；②水静力作用阶段，包括暴雨雨水浸泡过程和软化过程，它们能较好的解释暴雨型公路病害的形成机理，从而形成以暴雨“溅蚀—冲刷—下渗—渗流—浸泡—软化”一系列作用过程的机理模式，同时也反映出其发育的一定规律性。由此，为实现基于形成机理和发育规律的暴雨型公路病害危险性评价和预测奠定了一定的理论基础。 ⑶通过对暴雨型公路病害作用机理过程的分析，提出暴雨型公路病害的三种典型破坏模式：全挖式、填筑式和半填半挖式破坏模式，并分别对三种破坏模式的病害形成特点和典型病害破坏机理做了系统分析，提出暴雨对公路破坏作用四个作用阶段：暴雨前阶段、暴雨阶段、暴雨影响阶段和暴雨影响后阶段，分别对四个阶段中各个暴雨作用过程做了深入、系统分析，并提出暴雨型公路病害发育规律，将暴雨型公路病害发育规律归结为“累计变形破坏→突发变形破坏→滞后变形破坏”三个破坏过程。 ⑷在危险性评价研究方面，对暴雨型公路病害危险性评价指标的选取、规范化处理、权重的确定、以及评价模型的建立等进行了系统研究，提出一套普适性强、信息数据处理易于操作、评价结果可靠的暴雨型公路病害危险性评价方法和思路。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究方法和内容

第二章研究区自然地理与地质环境条件

2.1自然地理

2.2地质环境条件

2.3公路病害现状

2.4小结

第三章暴雨型公路病害形成机理分析

3.1暴雨型公路病害形成的基本条件

3.2暴雨型公路病害的类型划分及特征

3.3暴雨型公路病害的形成机理及发育规律分析

3.4实例分析

3.5小结

第四章暴雨型公路病害危险性评价体系建立

4.1评价总体原则

4.2评价指标体系的构建

4.3评价指标权重的确定

4.4评价数学模型的建立

4.5小结

第五章基于GIS暴雨型公路病害危险性综合评价

5.1模糊综合评判模型评价

5.2模糊可拓物元模型评价

5.3评价结果分区对比与验证

5.4小结

第六章结论与建议

6.1本文研究的总结

6.2进一步研究展望

参考文献

致谢