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沟谷型泥石流形成的风化因子研究

褚胜名

  5.12汶川大地震,灾区形成了大量的崩塌、滑坡等地质灾害,而各种地质灾害的最终表现形式为泥石流的形成,且震区次生的泥石流灾害相对一般的地质灾害的危害性更加严重,其特点是暴发突然,相比震前而言,在较小的降雨量情况下就可能诱发泥石流,而主要危害在于淹没上游及下游的道路、村庄、城镇、桥梁及农田等基础设施。例如,2010年8月13日在震区的龙池镇、映秀镇、清平乡等震区周边区域均暴发了大规模的群发性泥石流,造成了巨大的人员伤亡和财产损失。 地震作用导致的次生泥石流的主要特征是成灾相对快,规模较大,并且其造成的灾害损失比一般的暴雨泥石流要严重的多。汶川地震后,许多泥石流的成灾条件发生变化。在一些泥石流暴发频率极低的地区甚至也暴发了大规模的群发性泥石流,此类灾害的形成过程和减灾对策也都不同于一般的暴雨泥石流。所以,正确的预测预报和减少地震泥石流的灾害已到了刻不容缓的时候。本文主要从与泥石流暴发的物源条件重要相关的岩性因子入手,探明其提供物源方式的机理及特征,并据此推算泥石流暴发的频率及关于地质、地形及降雨三大因素的泥石流形成与暴发条件分析,研究强震区典型泥石流的预测方法和指标,为强震区典型泥石流的正确的预测预报奠定基础,并为减灾防灾提供依据。 本文通过已有泥石流沟的调查资料,以各类岩石的普氏坚固系数为基础,综合前人关于泥石流的地层岩性、地震及构造断裂带的影响因素的研究,并在此基础上详细考虑物理及化学风化对泥石流形成的影响;对每一种风化所涉及的各类环境条件因素等进行详细的分析与修正,然后以清平和北川两个典型的群发区域的泥石流暴发情况作为研究对象,用以验证关于物理及化学风化的各项修正关系是否合理。并结合综合地质因素F及综合地形因素G等参数对泥石流的暴发条件进行分析研究,同时应用到汶川震区的各个群发泥石流区域,最终得到关于泥石流暴发情况的F与G的关系,并以此为强震区典型群发泥石流的预测预报提供依据。本文得到以下结论: (1)泥石流形成与暴发的三大条件之一的物源因素主要是由于母岩的破碎提供物源,而母岩的破碎又主要是由于岩石的机械(物理)风化为主,并且其抗风化能力的强弱主要与岩石自身的坚固程度相关。 (2)综合地震、构造及物理风化的分析方法,以修正的坚固系数判断泥石流暴发频率的准确度达到84.6%,因此,采用岩石的修正坚固系数研究泥石流的形成可以作为一种探讨性质的研究。 (3)对于含有碳酸根离子的岩石,碳酸根离子含量的不同,其对各类岩性的化学风化影响程度亦不同,这也间接的影响了泥石流的形成。并由碳酸根离子的含量对应的化学风化,得到关于泥石流暴发条件的综合地质因素F=F_0C_1C_2C_3C_4(F0岩石的普氏坚固系数、C_1为构造断裂的影响、C_2为地震烈度的影响、C_3物理风化因子的影响、C_4化学风化因子的影响)。 (4)由泥石流暴发与未暴发情况的综合地质因素F,并结合综合地形因素G,得到相同的降雨条件和地震影响下的地质和地形条件关系:G/F=C(C为常数)。 (5)将地质和地形条件关系:G/F=C_应用到其他地震影响区域,龙池、清平、映秀、北川及南坝等群发泥石流的暴发条件的判断分析,取得了较好的结果和一致性。……   
[关键词]:地震影响区;群发泥石流;物理风化;化学风化;综合地质因素
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:成都理工大学2012年