线域工程泥石流成因中植被影响分析及承灾模式研究

摘要

我国泥石流广泛发育且危害严重，其对公路、铁路等线域工程运营安全威胁尤为突出。目前国内外现行规范中缺乏植被对线域泥石流成因的系统论述，以致沿线生态防治工程缺乏可靠依据。本文以广州至乐昌高速公路为研究区，开展了沿线泥石流致灾过程中植被影响的分析与生态防治措施建议，本文主要工作和研究成果如下:
　　(1)基于乐广高速公路沿线多条泥石流沟的现场调查及本区基础资料的收集，分析了植被在泥石流孕灾环境中的作用，重点探讨了植被对泥石流物源和水源约束的抑灾作用。
　　(2)基于已有植被对泥石流形成条件、活动特征的研究成果，通过大瑶山隧道口泥石流灾例，进行了植被对泥石流发展、演化过程中力学性能影响的分析。基于摩擦力学理论，构建了根系加筋效果的试算方法，并对灾例中杉木对泥石流物源加固力的计算。
　　(3)针对现场调研中松柏树未受破坏现象，构建了松柏树对泥石流物源加固作用的plaxis有限元模型，模拟了松柏根系生长方向及树种间距对物源加固作用的影响，数值分析结果表明:根系垂直坡面生长效果最佳。同时得到加固效果最佳的松柏间距。
　　(4)针对泥石流研究区浅根系竹子成片破坏现象，考虑了风荷载作用，参照路基病害中的翻浆冒泥病害，得到了竹子在台风暴雨作用下将加速裂缝开展及降雨入渗的破坏机理及对泥石流启动的促进作用。
　　(5)分析并总结植被影响下泥石流对桥梁工程致灾模式，提出了植被在泥石流爆发过程中的减灾作用及其对泥石流承灾链的改变作用。针对乐广高速研究区泥石流工程实际，提出泥石流生态防治建议，为泥石流灾害防灾减灾提供了一定理论依据。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 问题的提出及研究意义

1．1．1 线域工程泥石流危害

1．1．2 线域工程泥石流分布

1．1．3 线域工程生态防治

1．2 植被对泥石流成因影响研究现状

1．2．1 植被抑制泥石流灾害研究

1．2．2 植被对泥石流的致灾作用研究

1．3 泥石流研究中存在问题

1．4 本文研究的主要内容

2 研究区泥石流形成机理分析

2．1 工程背景-以乐广高速沿线泥石流为例

2．2 泥石流形成机理分析

2．2．1 地形地貌及沟道条件

2．2．2 物源条件

2．2．3 水源条件

2．3 研究区泥石流各区冲淤特征

2．3．1 清水区冲淤特征

2．3．2 形成流通区冲淤特征

2．3．3 流通堆积区冲淤特征

2．4 泥石流致灾因素分析

2．4．1 植被对降水调节作用

2．4．2 植被对泥石流启动指标影响

2．5 小结

3 植被对泥石流启动力学影响及数值模拟

3．1 根系固土作用

3．2 根系固坡的影响因素

3．2．1 根系的分布形态

3．2．2 根系的面积比

3．2．3 根系强度

3．3 浅根的加筋作用

3．3．1 植被根系提高根-土复合体的强度

3．3．2 浅根系杉木固土作用

3．4 根系固土有限元模拟分析

3．4．1 工况条件

3．4．2 模拟结果

3．4．3 结果分析

3．5 小结

4 植被对泥石流致灾作用及承灾模式改变研究

4．1 概述

4．2 植被对泥石流致灾影响

4．3 浅根系植被对泥石流致灾作用

4．3．1 实例分析

4．3．2 竹子在风力作用下对泥石流的启动影响

4．4 植被对线域工程泥石流承灾链的影响

4．4．1 线域工程泥石流区域工程泥石流区别

4．4．2 线域工程泥石流对桥梁的致灾模式

4．4．3 植被对泥石流承灾链影响

4．6 小结

5 泥石流生态防治建议

5．1 泥石流生态防治分类

5．2 研究区泥石流的生态防治建议

5．3 小结

6 结论与展望

6．1 本文结论

6．2 展望

参考文献

致谢