建筑弃土场物料成分对强降雨诱发泥石流灾害的影响

摘要

[目的]开展极端降雨条件下山区建筑弃土场不同物料成分触发泥石流灾害的预测与评价，揭示山区建筑弃土场灾害链的链式演化机制与时空分布规律，为山区水土流失防控提供科学依据。[方法]以典型弃土场为研究对象，设置了杂填土、淤泥及陶瓷废料等典型物料单一堆填或不同比例混合堆填的5种典型工况，分析了不同物料成分下锁口拱坝和堆填体的稳定性，以及溃坝转化为泥石流的运动特征。结合Massflow软件建立滑坡泥石流耦合动力学模型，开展泥石流危险性分区评价和受物料比例影响的关键模型参数的敏感性分析。[结果]（1）在极端降雨和满库条件下工况1—3的拱坝安全系数分别为1.049,1.002,1.034，堆填体安全系数分别为1.172,0.826,0.959，可触发锁口拱坝溃决，诱发坝后堆填物质失稳，沿下游沟道发生泥石流灾害链。（2）工况1—3导致的泥石流最高流速分别为21.04,25.36,18.73 m/s，主沟道最大泥深分别为19.2,8.2,12.7 m，最远堆积距离分别为356.0,674.8,545.4 m，高危险强度区面积分别为36 068.1,77 254.9,82 887.0 m²。（3）结合工况1—5模拟结果及弃土场泥石流运动特征敏感性因子排序（内摩擦角>超孔隙水系数>容重），表明内摩擦角及超孔隙水系数受物料成分影响，是泥石流运动特征的主控参数。[结论]在满库和极端降雨条件下，山区建筑弃土场容易发生坝体垮塌—堆填体失稳—沟谷泥石流灾害链，严重威胁下游居民区与工业设施安全；采用合理物料混填比例可改善堆填体整体强度，减少高危险强度区面积，显著减小灾害影响范围。

关键词

山区弃土场 / 失稳 / 泥石流 / 灾害链 / 危险分区