高速公路泥石流灾害风险评估研究

摘要

泥石流灾害是山区常见的地质灾害之一，常常具有突发性、群发性及历时短但破坏力强等特点，严重制约了山区经济的发展。随着西部大开发进程深入，国家逐步加大了对山区地质灾害防治研究的力度，泥石流灾害风险评估研究作为山区地质灾害防治的一项非工程措施也逐渐引起专家学者的重视。然而，由于泥石流形成机理及运动动力特征的复杂性及不确定性，目前对于泥石流灾害的研究成果仍远不能满足山区泥石流灾害的防治要求。针对国内外泥石流灾害防治研究的成果与不足，本文以四川省交通厅科研项目“泥石流等地质灾害启动机理及防治对策研究”为依托，以雅(安)-泸(沽)高速公路泥石流灾害防治为研究背景，对高速公路泥石流灾害风险评估进行系统的研究，以求通过理论研究指导实际应用，为高速公路泥石流灾害的防治提供技术支持。基于此，本文在以下几方面展开的系统的研究，也取得了相应的研究成果： 1.在系统学习国内外泥石流灾害风险评估及相关研究文献的基础上，为泥石流灾害风险评估的研究奠定了坚实的理论基础，为期一个多月的四川省雅(安)-泸(沽)高速公路沿线泥石流灾害的现场调查，也为泥石流风险评估主要参数的获取与确定提供了可靠的依据； 2.基于泥石流沟的现场调查，选取西南山区暴雨泥石流判别方法，对雅泸高速公路沿线沟谷进行泥石流沟的评判，为高速公路泥石流的防治奠定了良好的基础； 3.为寻求一种合适的泥石流危险性评价方法，以雅泸高速公路沿线典型泥石流沟为研究对象，选取基于改进熵值法的危险性评价模型进行泥石流的危险性评价，以探讨高速公路泥石流灾害的致灾程度； 4.针对国内外自然灾害易损性的研究现状，以泥石流承灾体工程易损性为研究背景，开展高速公路基础设施工程易损性的评价研究，以对高速公路基础设施抗御泥石流灾害的能力作出评估； 5.在泥石流危险性及高速公路基础设施工程易损性的研究基础上，根据自然灾害风险评估的定义，确定高速公路泥石流灾害的风险性，从而为高速公路管理部门对于泥石流灾害的防治决策提供有效的参考意见； 6.在泥石流防治措施的工程易损性评价的基础上，通过不同泥石流防治措施易损性等级下对于高速公路基础设施泥石流灾害风险的修正研究，为高速公路管理者对于泥石流防治对策的调整提供依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2选题依据与意义

1.2.1选题依据

1.2.2研究的意义

1.3国内外研究现状

1.3.1自然灾害风险评估的研究现状

1.3.2泥石流形成判断的研究现状

1.3.3泥石流危险性评价的研究现状

1.3.4泥石流承灾体易损性评价的研究现状

1.4主要研究内容及技术路线

1.4.1主要研究内容

1.4.2总体研究技术路线

第二章雅泸高速公路泥石流的现场调查及灾害概况

2.1泥石流沟的现场调查

2.1.1资料的收集

2.1.2调查的内容

2.1.3调查的方法及工作量

2.2研究区域地理位置

2.3研究区域自然条件

2.3.1地形地貌

2.3.2地层岩性

2.3.3地质构造

2.3.4地震活动

2.3.5气象水文

2.3.6土壤及植被

2.4研究区域泥石流灾害发育情况

第三章雅泸高速公路泥石流沟的判别

3.1引言

3.2西南山区暴雨泥石流沟简易判别方案

3.2.1判别方法的选取

3.2.2泥石流沟判别方案

3.3雅泸高速公路泥石流沟的判别

3.4本章小结

第四章雅泸高速公路泥石流危险性评价

4.1引言

4.2泥石流危险性评价指标体系的建立

4.2.1构建指标体系的原则

4.2.2评价指标的选取

4.2.3泥石流危险性及其评价指标等级划分

4.2.4评价指标的规范化

4.3基于改进熵值法的泥石流危险性评价模型

4.3.1泥石流熵值的引入

4.3.2熵值法的泥石流危险性评价指标权重的确定

4.3.3熵值法确定客观权重的改进

4.3.4综合权重的确定

4.3.5确定泥石流灾害的危险性

4.4雅泸高速公路泥石流危险性评价

4.4.1泥石流危险性评价指标等级的确定

4.4.2危险性评价指标的取值及规范化

4.4.3危险性评价结果

4.5本章小结

第五章雅泸高速公路基础设施工程易损性评价

5.1引言

5.2泥石流地区高速公路基础设施

5.2.1泥石流发育地段的桥梁工程

5.2.2泥石流发育地段的涵洞工程

5.2.3泥石流发育地段的隧道工程

5.2.4泥石流发育地段的路基工程

5.3泥石流发育地段高速公路基础设施损毁的成因机理分析

5.3.1桥梁的过流净空

5.3.2桥孔的偏置

5.3.3桥梁墩台严重冲刷

5.4泥石流地区高速公路设施工程易损性影响因素

5.4.1桥位的确定

5.4.2桥梁孔跨

5.4.3桥下的净空

5.4.4墩台与基础

5.5泥石流发育地段高速公路基础设施工程易损性评价指标体系

5.5.1桥梁与沟道的相对位置

5.5.2桥梁走向与沟道主流方向的位置关系

5.5.3桥位处场地的工程性质

5.5.4沟中的跨数

5.5.5桥跨的宽度

5.5.6桥下净空高度

5.5.7墩台结构

5.5.8基础埋深

5.6泥石流发育地段高速公路基础设施工程易损性评价模型

5.6.1评价指标权重的确定

5.6.2评价指标等级的确定

5.6.3评价模型

5.7雅泸高速公路基础设施工程易损性评价

5.7.1工程易损性的初始评价值

5.7.2模糊隶属度的确定

5.7.3高速公路基础设施工程易损性模糊综合评价

5.8本章小结

第六章雅泸高速公路泥石流灾害风险评估

6.1引言

6.2风险的定义及其表达

6.2.1风险的定义

6.2.2风险的定量表达

6.3高速公路泥石流灾害风险及其分级

6.3.1高速公路泥石流灾害风险评估

6.3.2泥石流灾害风险分级

6.4雅泸高速公路泥石流灾害风险评估

6.4.1雅泸高速公路泥石流灾害风险评估

6.5本章小结

第七章泥石流防治措施对于高速公路基础设施风险的修正

7.1引言

7.2高速公路泥石流工程防治措施工程易损性评价

7.2.1泥石流的危害特征

7.2.2泥石流工程防治措施失效的成因机理

7.2.3泥石流工程防治措施工程易损性影响因素

7.2.4泥石流防治措施工程易损性评价指标体系

7.2.5泥石流防治措施工程易损性评价方法

7.2.6雅泸高速公路泥石流工程防治措施工程易损性评价

7.3基于泥石流防治措施对正高速公路基础设施风险性的修正

7.3.1防治措施对于泥石流风险的修正

7.3.2防治措施对于泥石流危险性的调整

7.4本章小结

第八章结论与展望

8.1本文研究工作总结

8.2今后研究工作的展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果