隆德縣降雨誘發(fā)紅層泥巖坡面泥流形成機理研究.pdf

1、寧夏隆德縣地貌類型有四大類:中低山地貌、黃土丘陵地貌、紅層泥巖丘陵地貌和河谷平原地貌,其中紅層泥巖丘陵面積為199.83 km2,占總面積的20.14％,巖性主要為新近系、古近系的紅色砂質(zhì)泥巖。2013年6月至7月,隆德縣遭遇了持續(xù)的強降雨天氣,導(dǎo)致坡面松散泥巖發(fā)生移動或滑移而產(chǎn)生坡面泥流現(xiàn)象,對人民的生命財產(chǎn)安全造成了威脅。本文以隆德縣工程地質(zhì)條件為背景,以紅層泥巖坡面泥流為研究對象,以室內(nèi)人工降雨模型試驗為主要手段,對紅層泥巖坡面泥

2、流的形成機制進行初步探索研究,所完成的主要內(nèi)容及成果如下:
　　(1)通過搜集大量的水文、氣象和區(qū)域地質(zhì)等資料,結(jié)合野外實地調(diào)查,對隆德縣紅層泥巖坡面泥流形成的環(huán)境條件進行了分析,說明隆德縣的區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件有利于紅層泥巖坡面泥流的形成和發(fā)展。
　　(2)通過對紅層泥巖現(xiàn)場取樣,對其進行了X射線光譜分析試驗、粒度分析試驗、比重、含水量、天然密度的測定試驗、不同含水量的泥巖剪切試驗,得到了c和φ與含水量之間的關(guān)系,也為室內(nèi)人工

3、降雨模型試驗奠定了參數(shù)基礎(chǔ)。
　　(3)構(gòu)建了室內(nèi)人工降雨模型試驗裝置,進行了前期降雨強度為10.27mm/10min及短歷時降雨強度為21.30mm/10min的降雨組合下的坡面泥流形成過程試驗,通過分析坡面表層和深層泥巖的含水量的變化和泥巖浸水崩解過程,揭示了紅層泥巖坡面泥流的形成機理,并為泥巖坡面泥流的預(yù)警預(yù)報提供了借鑒。
　　(4)室內(nèi)模型試驗結(jié)果表明:紅層泥巖坡面泥流的形成是前期降雨和短歷時雨強共同作用的結(jié)果,通過

4、坡面泥巖含水量的變化,影響泥巖邊坡的穩(wěn)定性。另外,運用前人關(guān)于泥石流發(fā)生與雨強關(guān)系的經(jīng)驗公式,對隆德縣降雨指標(biāo)進行了分析,結(jié)果顯示隆德縣降雨量達到了坡面泥流啟動的臨界降雨值,與實際情況吻合。
　　(5)泥巖浸水呈現(xiàn)泥狀,主要因為水作用下泥巖崩解。經(jīng)研究可知:泥巖的崩解主要受飽水過程中產(chǎn)生的次生孔隙和裂紋表面受到的楔裂壓力影響,孔隙在楔裂壓力的作用下相互擴展形成裂紋,裂紋相互貫穿,泥巖就發(fā)生了崩解。由于崩解作用,泥巖呈現(xiàn)泥狀,抗剪強