第八章 泥石流工程地质研究
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 泥石流形成条件 泥石流的分类 泥石流防治
第一节 概述
泥石流(debris flow，mudflow) 是发生在山区的一种含有大 量泥砂、石块的暂时性急水流。
典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘 稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透山坡或沟 床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积 物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。
(7)强烈风化的花岗岩。花岗岩在炎热多雨的气候条件下， 易形成深厚的风化壳，厚度达到50-100米，强风化带厚530米，呈砂土状，强度低，易于泥石流发育和形成。在高 寒地区以寒冻风化为主，岩体机械破碎，形成岩屑型风化 壳，也利于泥石流发育。
地震
地震是释放地壳应力和地壳应变能量的重要方式 之一。地震特别是强震可显著降低表层的强度， 破坏自然斜坡的稳定性。地震所激发的滑坡等， 是地震力对斜坡变形的直接效应，7级以上的强震 还可产生大量地震断层，这些都直接增加了泥石 流固体物质来源。
当纵坡陡而顺直时，泥石流流途通畅，可 直泻下游，能量大。反之则易堵塞停积或 改道，削弱能量。
(三)堆积区
一般位于出山口或山间盆地边缘，地形坡 度通常小于5°。由于地形豁然开阔平坦， 泥石流动能急剧降低，最终停积下来，形 成扇形、锥形或带形堆积滩。
地质背景条件
地质条件主要决定了松散固体物质的来源。 泥石流强烈发育的山区，都是地质构造复杂、
活动断裂构造有利于泥石流的发育和形成，但不是所有断裂构造 都能发育和形成泥石流。
地层岩性
在地质构造控制下，一个地区的地层岩性 与泥石流发育和形成也有密切的关系。由 于风化速度的差异，岩性软弱的岩层或软 硬相间的岩层比岩性均一的坚硬岩层易遭 破坏，提供松散物质也就越易，对于形成 泥石流就越有利。
大断裂构造的破碎带可长达几公里至数十公里，沿断裂带上软弱 构造面发育，岩石破碎，形成了糜棱岩、破裂岩和角砾岩等动力 变质岩，成为滋生泥石流的温床，是泥石流发生发展的控制性因 素。
我国活动断裂带，诸如安宁河断裂带、绿汁江断裂带、小江断裂 带和波密-易贡断裂带以及白龙江断裂带等，成为我国泥石流最 发育地区（数量、规模、活动强度）。
它的活动特点是：在一个地段上往往突然暴发，能量巨大，来 势凶猛，历时短暂，且复发频繁，因此破坏力强大。
泥石流现象几乎在世界上所有的山区都有可能发生，尤以最新 隆起山系最为活跃，遍及全球50多个国家，如日本、美国、俄 罗斯、奥地利等
我国山区面积广大，山地约占全国总面积的70% ，又多处于季 风气候区，降水集中，晚近代地壳运动剧烈、地震频繁、地形 陡峭而切割破碎，泥石流现象普遍
(3)煤系地层。该地层为砂泥质岩系，粘土岩类强度低，遇水易 软化。
(4)含凝灰岩夹层的玄武岩
(5)变质岩类：此类岩时代古老，节理、裂隙发育，常有 较厚的风化带，特别是在水浸作用下，其中变质矿物如绢 云母、绿泥石易重新分解为粘土矿物而发生泥化，极易产 生滑坡，形成泥石流。
(6)碳酸盐岩层。该岩层具有可溶性，在石灰岩分布地区只 有机械风化或寒冻风化所形成的岩块碎屑或经淋溶残积红 土，成为泥石流流域固体物质补给源时，才有可能参与泥 石流活动。
岩石风化破碎、新构造运动活跃、地震频发、 崩滑灾害多发的地段。 ✓地质构造 ✓地层岩性 ✓地震
地质构造
我国构造运动表现十分强烈，断裂非常发育，特别是以纵向构造 和歹字型构造最突出，这些断裂规模大、活动性强，是影响区域 地壳稳定性的主要因素。大断裂分布地区，也是区域地震活动最 为频繁地区;断裂对地形的影响和斜坡岩体的破坏作用也很明显， 它们不仅控制着我国现代地貌的发育，而且也基本控制了我国泥 石流发育和区域的分布特征。
河谷型泥石流：流域呈狭长条形，形成区多为河流上游的 沟谷，固体物质来源于沟谷中分散的坍滑体。沟谷中一般 常年有水，故水源较丰富。流通区与堆积区往往不能明显 分开，在流通区内既有冲刷，又有堆积。
泥石流的地表径流来源于暴雨、高山冰雪 强烈融化和水体溃决等。
连续的强降雨是舟曲泥石流的主要触发因 素
第三节 泥石流的分类
按泥石流流域形态分类 按泥石流的物质组成分类 按泥石流的流体性质分类
按泥石流流域形态分类
标准型泥石流：流域呈扇形，其面积较大，有十几至几十 平方公里，能明显地划分出形成区、流通区和堆积区
第二节 泥石流形成条件
地形条件 地质条件 气象水文
地形条件
地貌条件是形成泥石流的内因和必要条件，制约 着泥石流的形成和运动，影响泥石流的规模和特 性。
泥石流总是发生在陡峻的山岳地区，一般是顺着 纵坡降较大的狭窄沟谷活动的，可以是干涸的嶂 谷、冲沟，也可以是有水流的河谷。
泥石流形成的地貌条件：主要是泥石流沟沟床比 降、沟坡坡度、坡向、集水区面积和沟谷形态等
每一处泥石流自成一个流域。典型的泥石流流域 可划分为形成区、流通区和堆积区三个区段：
地形条件
(一)形成区
多为三面环山、一面出口的宽阔地段，周 围山坡陡峻，地形坡度多为30°～60°， 沟床纵坡降可达30°以上。
(二)流通区
该区是泥石流搬运通过的地段，多系狭窄 而深切的峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡降 较大，且多陡坎和跌水。
地震对泥石流发育和分布的影响大小主要受地震 烈度的控制。一般在7度以上的地区，地震对泥石 流发育和分布影响显著。
舟曲处在汶川地震活跃带上，是地震重灾区之一， 地震导致舟曲的山体松动，极易垮塌
气象水文
气象水文是激发泥石流发生的决定性因素， 泥石流形成必须有强烈的地表径流，地表 径流是暴发泥石流的动力条件。
我国易发育和形成泥石流的岩层主要有以下几类：
(1)新生界地层：为固结较差的粘土岩类和各种成因的松散堆积 物，如西南成都粘土、昔格达粘土，西北地区的黄土及含盐 地层。
(2)中生界陆相地层(特别是含膏盐红层)：此类岩层岩石固结性 差，抗剪强度低，易软化和泥化，在干湿度变化下胀缩作用 明显，岩石表层崩解迅速，常形成较厚的碎屑层;该地层常含 膏盐，在水的长期作用下，固结力会降低甚至失去;由于软化 性大，当其处于边坡位置，特别是当产状与坡向一致时，坡 面易于失稳，产生滑坡，成为泥石流的物质补给来源。