T/CAGHP-006-2018泥石流灾害防治工程勘查规范(试行).pdf

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标准编号:T/CAGHP-006-2018
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标准类别:地质矿产标准
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T/CAGHP-006-2018标准规范下载简介

T/CAGHP-006-2018泥石流灾害防治工程勘查规范(试行).pdf

T/CAGHP 0062018

H.3.1现场筛分试验法

在沟域内泥石流堆积区和物源堆积物分布区,选择有代表性的断面试验点,清除表面杂质层后, 开挖1mX1m,深0.5m~1.0m的取样坑,取出其全部土、砂、石,从中挑出粒径大于200mm的石 块单个分别称重,其余按粒径分筛为>150mm~200mm,>100mm~150mm,>50mm~100mm, >20mm~50mm,20mm及以下若干级,每级分组称重,计算分组质量与总质量之比,绘制颗粒级 配曲线,求算颗粒级配特征值。现场筛分试验后,对粒径小于20mm的颗粒,取样送实验室进行进 一步室内筛析试验,送样质量不小于1kg。经数据处理后,获取泥石流堆积物或物源堆积物的粗粒 和细粒的全级配颗粒组成特征值。

在取样地段,选出代表性沟段画出100个1m×1m的小方格00.临时用电施工组织设计,取每个小方格交点上的一石块 (剔除个别大孤石)来作统计。量取每个石块的三边尺寸(长、宽、高),计算三边尺寸的几何均值de二 /Lbh或算术平均值d。=(L十b十h)/3,作为该石块的平均直径。然后按粒径大小分成若干个粒径 组,称出各粒径组的质量与总质量之比,绘制颗粒级配曲线,求算颗粒级配特征值。 此法较简单,但精度较差。

H.4泥石流流体的黏度(n)和静切力()测试

取泥石流浆体,使用标准黏度计或旋转黏度计和泥浆静切力计测试。

取泥石流浆体,使用标准黏度计或旋转黏度计和泥浆静切力计测试。

H.4.1泥浆取样方法

H.4. 1.1 实测法

在观测站于泥石流暴发时取样。 在沟槽边岸人工取样:用绳索套上铁桶抛入沟槽泥石流流体中,在沟岸上提取,或直接下到河滩 边吸取。此法简单,但沟中样品不易取到,还要特别注意人身安全。 机械取样:先在取样断面架设缆索,悬挂滑车,用铅鱼将取样器沉人泥石流流体中,可选取断面 线上任一部位的泥石流样品。此法要求设备复杂,所取样品代表性强,是目前最理想的取样手段。

H.4.1.2取土样搅拌法

在泥石流发生后,于沟床或沟边堆积 投人桶内,加水搅拌成泥浆,存放一段时间(24h以上),观察浆体无固液两相物质分离现象,即可当 作实验用的泥石流浆体样品。

H.4.2泥石流黏度(n)的测试

H.4.2.1漏斗黏度计测定法

用量杯取通过筛网(粒径小于0.2mm)的泥浆700cm于漏斗中,让泥浆经内径为5mm的管子 从漏斗流出,注满500cm容器所需的时间(以秒计),即为测得的泥浆黏度。 H.4.2.2旋转黏度计测定法

2.2旋转黏度计测定法

通过圆筒在流体中作同心圆旋转,测定其扭矩;也可连续改变旋转的角速度,测定各剪

的剪应力,从而测得流体的流变曲线。根据有关公式可求得流体的黏度。

则得流体的流变曲线。根据有关公式可求得流体的黏度。 流稠度经验取值法 见察形成泥石流的山坡、沟床、土壤特征和访问老居民所见的暴发泥石流时的流体形 2选定泥石流黏度

H.4.2.3泥石流稠度经验取值法

现场调查、观察形成泥石流的山坡、沟床、土壤特征和访问老居民所见的暴发泥石流时的流 描述,按表H.2选定泥石流黏度。

表H.2泥石流稠度、士壤特征与黏度对照表

H.4.3泥石流静切力)测试

采用1007型静切力计测量。将过筛的泥浆倒人外筒,把带钢丝的悬柱挂在支架上,钢丝要 泥浆面和悬柱顶面相平。静止1min或10min,分别测定钢丝扭转角度,此读数乘以钢丝系娄 1min或10min的剪切力。

附录I (资料性附录) 泥石流沟的数量化综合评判及易发程度分级标准

I.1泥石流沟易发程度数量化评分标准

表I.1泥石流沟易发程度数量化评分表

L.2数量化评分(N)与容重()(1+)的

修正系数;H为泥石流中固体物质容重,单位为吨每立

T/CAGHP006—2018

泥石流沟易发程度数量化综合评判等级标准

附录J (资料性附录) 泥石流特征值的确定

以往泥石流容重的确定主要采用现场配浆试验法和查表法,近年来,国内外专家学者对基于浆 体的泥石流容重计算、基于沉积物的容重计算进行了大量探索,取得了一些成果,本次规范修编将部 分研究成果补充到规范中。具体勘查工作中,应根据泥石流沟的实际情况,首先通过调查确定泥石 流性质,估计其容重大致范围,再根据具体条件选择2~3种适宜的方法对泥石流容重进行计算,结 合泥石流运动特征分析,综合确定不 石流容重值

J.1.1现场调查试验法

试验方法见附录H.2。 条件具备时,采用该方法可取得较为准确的泥石流容重特征参数值,但可能受到取样代表性或 配制泥石流浆体与实际泥石流体一致性的控制,因而对新近发生的泥石流具有较好的适用性,而对 发生较为久远、缺乏目击者的泥石流及潜在的泥石流沟适用性差。

J.1.2基于浆体容重的泥石流流体容重计

对新近发生的泥石流,如果可取得泥石流沟边壁或岩壁固体黏结物,能确定上限粒径井具 配浆试验确定浆体容重的条件时,可按式(J.1)计算泥石流流体容重。 计算公式

J.1.3基于沉积物的泥石流容重计算

=(0.175+0.743P)(1)+1

=(0.175+0.743P)(%1)+1 + ++ ++

式中: %。一泥石流容重,单位为吨每立方米(t/m); P,一泥石流堆积物中粒径大于2mm粗颗粒的百分含量(用小数表示); 该式主要适用于西南地区黏性泥石流容重的计算

J.1.3.2根据泥石流沉积物中黏粒含量的容重计算公式

式中各项参数含义同式(J.3)。

J.1.4根据泥石流沉积物中粗细颗粒含量的容重计算公式

10r+0.23 +e20x1+1. 1

X.=P8.35 P,Yv+

一泥石流容重,单位为吨每立方米(t/m"); Po5一粒径小于0.05mm的细颗粒的百分含量(用小数表示); P2一粒径大于2mm的粗颗粒的百分含量(用小数表示); Yv一一黏性泥石流的最小容重,取值2.0t/m; %一一泥石流的最小容重,黏性泥石流容重取值1.5t/m²,稀性泥石流容重取值1.4t/m。 在计算泥石流容重前,首先判断泥石流的性质与容重范围。稀性泥石流容重在1.8t/m3以下 黏性泥石流有弱分选,无反粒径分布,则容重在1.8t/m3~2.0t/m°之间;黏性泥石流如有反粒径分 布(粗颗粒在上),则容重在2.0t/m3以上,石块越大,容重越大。计算结果如果不在此范围内,则需 修正到此范围内。 对于高容重黏性泥石流(容重在2.0t/m²以上),沉积物中最大粒径为100mm;粒径大于100 mm部分不考虑在粒径分布的计算中。对于低容重黏性泥石流(容重在1.8t/m²~2.0t/m之间), 沉积物中最大粒径为20mm;粒径大于20mm部分不考虑在粒径分布的计算中。 对于稀性泥石流(容重在1.8t/m²以下),沉积物中最大粒径为5mm,%=1.4t/m;粒径大于5 mm部分不考虑在粒径分布的计算中。

基于泥石流沟易发程度数量化评分的泥石流

即查表法,具体详见附录1表1.2。主要用于计算结果的参考和校核。此外,对未发生过泥石流 灾害的潜在泥石流沟,可采用查表法确定其泥石流容重

泥石流流量包括泥石流峰值流量和一次泥石流过程总量,是泥石流防治的基本参数。

I.2.1泥石流峰值流量计算

阻塞、无回流,上下沟槽无冲淤变化,具有清晰泥痕的沟段。仔细查找泥石流过境后留下的痕迹,然 后确定泥位。最后测量这些断面上的泥石流流面比降(若不能由痕迹确定,则用沟床比降代替)、泥 位高度H。(或水力半径)和泥石流过流断面面积等参数。用相应的泥石流流速计算公式,求出断面 平均流速V。后,即可用下式求泥石流断面峰值流量Q。 Q=WV .6

Q。——泥石流断面峰值流量,单位为立方米每秒(m*/s); W。—泥石流过流断面面积,单位为平方米(m");

J.2.1.2雨洪法(配方法)

该方法是在泥石流与暴雨同频率且同步发生、计算断面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流 流量的假设下建立的计算方法。其计算步骤是先按水文方法计算出断面不同频率下的暴雨洪峰流 量(计算方法查阅水文手册,存在堵溃的情况时,按照溃坝水力学中的方法计算暴雨洪峰流量,存在 融雪流量或地下水流量补给地表水时,暴雨洪峰流量应叠加融雪流量和地下水补给流量),然后选用 堵塞系数,按式(I.7)计算泥石流流量。

Q。—频率为P的泥石流洪峰值流量,单位为立方米每秒(m/s); p—泥石流泥沙修正系数,按式(J.8)计算,可参照表I.2确定; Qp——频率为P的暴雨洪水设计流量,单位为立方米每秒(m/s); D.泥石流堵塞系数

式中: D.泥石流堵塞系数:

表J.1泥石流堵塞系数D.值

J.2.2一次泥石流过程总量计算

一次泥石流过程总量可通过计算法和实测法确定。实测法精度高,但因往往不具备测量条件, 只是一个粗略的概算,因而泥石流勘查工作中主要采用计算法确定,但对新近发生泥石流,可按实际 调查得到的固体物质堆积量,对计算结果进行校核。 一次泥石流过程总量的计算主要有以下方法:

J.2.2.1泥石流过程线概化模型计算公式

根据泥石流历时和最大流量,按泥石流暴涨暴落的特点,将其过程线概化成五 进行计算。

J.2.2.2阵性泥石流或混合泥石流计算公式

对阵流时间间隔较长的阵性泥石流和阵性泥石流与连续泥石流组成的混合型泥石流的一次 总量的计算,可按式(J.12)~式(J.19)计算

Q1/2=0.29697Qmx— Q3/4=0.50672Qmx—16 r=In(Q1/2/Q/4) Qi/2 Q吃 T阵行=23255e告—23422 W Q降T降行 0.59×号(T总—T折)Q阵。+0.41kT建·Q班

J.2.2.3一次泥石流冲出的固体物质总量计算公式

按式(JL.20)计算。

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式中: QH一一次泥石流固体物质冲出量,单位为立方米(m); Q—一次泥石流过程总量,单位为立方米(m),按式(J.11)或式(J.18)阵性泥石流计算公式和 式(J.19)混合泥石流计算公式计算求得; 。一泥石流容重,单位为吨每立方米(t/m); w——清水的容重,单位为吨每立方米(t/m²),取=1.0t/m; YH 泥石流固体物质容重,单位为吨每立方米(t/m)

泥石流流速是决定泥石流动力学性质的最重要参数之一。目前泥石流流速计算公式为半经验 或经验公式,概括起来一般分为稀性泥石流流速计算公式、黏性泥石流流速计算公式和泥石流中大 石块运动速度计算三类。近年来随着相关研究的开展,又提出了根据弯道超高计算流速、根据浆体 流变性能计算流速等新方法,可作流速计算参考

J.3.1稀性泥石流流速计算公式

J.3.1.1原铁道部第二勘察设计院推荐的西南地区经验公式

J.3.1.1原铁道部第二勘察设计院推荐的西南地区经验公式

V 泥石流断面平均流速,单位为米每秒(m/s); 1 清水河床糙率系数,查水文手册; 2 水力半径,单位为米(m),一般可用平均泥深代替; R 泥石流水力坡度(用小数表示),一般可用沟床纵坡代替 ? 泥沙修正系数; YH 一泥石流固体物质容重,单位为吨每立方米(t/m")。 1.2北京市政设计院推荐的北京地区经验公式

式中: m"—河床外阻力系数,可通过查表J.2获取。 其余参数含义同式(J.22)。 J.3.1.3M.Φ.斯里勃内依(1940年)式

R2/3 g/2 n+1

R2/3g1/2 (J.21) n/+1

V=mR2/3 y/2 α=(H+1)/

表1.2河床外阻力系数

式中各参数含义同式(1.24)

I.3.1.5急流稀性泥石流流速计算公式

1.5急流稀性泥石流流速计算公式

V.=1. 8(gR)/2 1/

式中: V。——泥石流平均流速,单位为米每秒(m/s); g 一重力加速度,取值9.8m/s; R 水力半径,单位为米(m);

J.3.2黏性泥石流流速计算公式

J.3.2.1东川泥石流改进公式

适于低阻型黏性泥石流流速的计算,计算式见式(J.28)

K—黏性泥石流流速系数,用内插法由表J.3查得。 其余参数含义同式(J.24)

表I.3黏性泥石流流速参数K值表

适于中阻型黏性泥石流流速的计算,计算式见式(J.29)

m。—泥石流沟床糙率系数,用内插法由表J.4查得。 其余参数含义同式(J.24)。

V=m.H2/31//2

表J.4泥石流沟床糙率系数m.值表

适于高阻型黏性泥石流流速的计算,特别适用于含有大漂石的冰川泥石流,计算公式见 K1.30)

n。——泥石流糙率系数某隧道施工总体及施工组织设计方案,一般黏性泥石流取值0.45,稀性泥石流取值0.25。 其余参数含义同式(J.24)。 综合西藏古乡沟、东川蒋家沟、武都火烧沟的通用公式

n。—黏性泥石流糙率系数,用内插法由表J.5查得。 其余参数含义同式(I.24)。

J.3.2.4黏性泥石流平均速度计算公式

兼顾低阻、中阻、高阻型黏性泥石流的平均流速计算公式。

DB41/T 1708.1-2018标准下载V.=1. (gR)" s (D%)

表I.5黏性泥石流糙率系数表

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