人工与天然拦截坝的形态特征与溃坝运动特征分析

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大坝的稳定性评价与溃坝灾害预测分析越来越受到公众的关注。这是因为大坝决堤引发的水灾、泥流等可以造成破坏性的灾害,危及人们的安全以及造成巨大的经济损失。在中国的黄土高原地区,许多城市发展受到了土地短缺的限制,为了改善这种不良状态,治沟造地迫在眉睫,治沟造地能够创造大量城市建设用地,但是在这类工程兴起的同时堆填坝配套建设必不可少,各种堆填坝的修建也造成了部分城市水文地质灾害所存在的安全隐患。因此,本文利用滑坡坝的快速稳定性模型对人造坝稳定性进行适用性分析,结合不同流体物质的运动特征模型,对尾矿坝与堆填坝溃坝的运动特征及灾害影响进行评价。这对保证高填方区堆填坝建造后的城市发展与安全具有重要的意义。本研究以全球滑坡坝、尾矿坝与治沟造地中堆填坝数据为基础,通过资料搜集、遥感影像技术、回归分析等多种手段和方法。一是对于滑坡坝的国家、位置、几何特征、材料构成、是否溃坝及溃坝特征、原因等进行收集。二是对于尾矿坝的详细信息的收集,包括几何特征、产矿类型、材料构成,以及溃坝后的运动特征。三是对于平山造地堆填坝几何特征的收集以及潜在溃坝运动特征的数据整理。阐述了不同坝体的形态特征规律以及快速稳定性模型的对比分析。对于快速稳定性评价模型,首先Is和BI模型,不能确定大部分滑坡坝案例的状态稳定与否,只能针对当前数据库中的滑坡坝的稳定性进行评价。DBI和Ie模型对收集的滑坡坝的状态评价的准确率较高,其中Ie模型相对更加准确,但是Ie模型主要是针对地震形成的滑坡坝进行分析。对于尾矿坝和堆填坝分别应用Is、Ia模型评价其稳定性,并对模型区间进行调整,其中Ia模型的调整对于三种坝体状态判断具有相同的适用性。利用尾矿坝与其他流体物质的溃坝运动分析方法讨论了堆填坝潜在溃坝影响,将坝体几何与潜在溃坝运动结合分析,根据目前的结果进一步评价溃坝的影响。虽然没有考虑地形地貌等其他因素,但是可以看出不同的流体物质运动距离与溃坝体积呈现正相关性。对于各种不同物源的灾害不考虑其他各方面因素,只考虑灾害的影响面积与体积,对体积-面积结果的对比发现都与三分之二斜率回归线有密切联系。坝体快速稳定性模型的对比分析对研究人造坝与自然坝的稳定性提供了一个新思路;对于不同流体物质运动特征规律的发现对于灾害影响研究有一定指导,对于人造坝快速稳定性模型的应用分析将在保障城市建设安全,与城市建设高质量发展中具有重要意义。
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