重力地貌过程力学描述与减灾（泥石流）

本书融合地貌演化和岩土工程学科优势，给出了泥石流冲淤致灾的物理描述，建立了沟谷泥石流和坡面泥石流的地貌演化模型；构建了泥石流冲击理论、磨蚀理论和淤埋固结理论，实现了对泥石流地貌过程的力学刻画。依据泥石流冲击、磨蚀和淤埋固结理论，对公路泥石流减灾问题做了开拓性研究，建立了泥石流冲蚀断道灾害物理演进模型及其力学机制；提出了“礼让出境”公路泥石流防控新思想，从泥石流地貌过程防控角度，研发了泥石流束流排导、冲击方向水力调控、断道灾害应急修复、排导结构磨蚀防控等公路泥石流防控系列新技术，编撰了公路泥石流防治工程设计规范，在川藏公路、天山公路、西昌—泸沽湖旅游公路等干线公路全面推广应用，减灾效果显著。

序
前言
第一篇 泥石流工程减灾实用力学
第1章 泥石流冲击理论 3
1.1 泥石流冲击模型试验 3
1.1.1 试验装备 3
1.1.2 试验设计 10
1.1.3 试验过程 14
1.1.4 数据处理方法 15
1.1.5 试验结果分析 16
1.2 泥石流流速 43
1.2.1 泥石流流速观测 43
1.2.2 经典泥石流流速计算公式 47
1.2.3 泥石流固液分相流速计算方法 57
1.3 泥石流冲击力 65
1.3.1 经典公式 65
1.3.2 地貌形迹法 68
1.3.3 龙头压胀模型 72
第 2 章 泥石流磨蚀理论 83
2.1 磨蚀试验 83
2.1.1 试验装置 83
2.1.2 试验设计 83
2.1.3 试验结果分析 85
2.2 磨蚀机制 89
2.2.1 浆体磨蚀机理 90
2.2.2 颗粒切削机理 91
2.3 磨蚀力 91
2.3.1 液相浆体磨蚀力 91
2.3.2 固相颗粒磨蚀力 93
2.4 排导槽磨蚀计算 94
2.4.1 磨蚀控制方程 94
2.4.2 磨蚀速度与磨蚀量 96
第3章 泥石流淤埋固结理论 98
3.1 固结模型试验 98
3.1.1 试验装备 98
3.1.2 试验设计 100
3.1.3 试验过程 101
3.1.4 试验结果分析 106
3.2 固结机理 112
3.2.1 泥石流淤埋沉积物固结机理 112
3.2.2 泥石流淤埋沉积物固结力学 113
第二篇 泥石流地貌演化
第4章 沟谷泥石流 133
4.1 岸坡冲蚀槽形成机理 133
4.1.1 沿河路基水流形式 133
4.1.2 弯道环流 136
4.1.3 突变河道水平涡流 139
4.2 悬岸体形成机制 147
4.2.1 地貌演进模式 147
4.2.2 冲蚀动力效应 149
第5章 坡面泥石流 153
5.1 坡面泥石流演化模式 153
5.2 坡面泥石流局部饱和演化模式试验解译 154
5.2.1 试验装备 154
5.2.2 试验设计 154
5.2.3 试验过程 155
5.2.4 试验结果分析 156
第三篇 泥石流断道机制与安全防控新技术
第6章 泥石流断道力学机制 163
6.1 路基沉陷 163
6.1.1 路基吸水渗透–浸泡软化机理 163
6.1.2 路基吸水渗透计算 163
6.1.3 路基稳定性计算 166
6.2 路基缺口 169
6.2.1 路基缺口地貌演化 169
6.2.2 路基缺口力学模型 177
6.3 混凝土路面板悬空 203
6.3.1 钢筋混凝土路面板等效 203
6.3.2 平行悬空路面板断裂破坏机制 211
6.3.3 角部悬空路面板断裂破坏机制 241
6.4 桥梁墩台破坏机制 256
6.4.1 泥石流淤埋桥梁变形与破坏模型试验 256
6.4.2 泥石流淤埋作用下桥梁变形破坏数值仿真 261
6.4.3 桥梁墩台泥石流损毁机制 263
第7章 泥石流拦挡与束流排导 272
7.1 泥石流导排结构 272
7.1.1 结构形式 272
7.1.2 基于泥石流抛程计算的排导槽设计方法 273
7.2 防止护坎冲刷的泥石流拦渣坝 275
7.3 水石分离综合防治结构 275
第8章 泥石流冲击方向水力调控 277
8.1 高速水幕防护法 277
8.2 高速水幕防撞装置 278
第 9 章 泥石流磨蚀灾害防控 279
9.1 耐磨蚀混凝土材料 279
9.1.1 物质结构 279
9.1.2 材料配制方法 279
9.1.3 使用方法 279
9.2 排导槽高速水幕抗磨蚀装置 280
9.2.1 技术内涵 280
9.2.2 工作原理 282
9.3 排导槽椭球冠抗磨蚀结构 282
9.3.1 技术内涵 282
9.3.2 工作原理 283
第 10 章 泥石流断道应急修复 285
10.1 路基缺口组合式战备桥梁 285
10.1.1 工作原理 285
10.1.2 技术内涵 286
10.1.3 使用步骤 295
10.2 路基缺失段锚拉框架结构 296
10.2.1 工作原理 296
10.2.2 技术内涵 297
10.2.3 施工方法 305
10.3 悬空混凝土路面板应急加固 306
10.3.1 工作原理 306
10.3.2 技术内涵 307
10.3.3 施工方法 313
10.4 决口灾害应急封堵方法 313
10.5 淤埋路段战备浮桥 315
10.5.1 工作原理 315
10.5.2 技术内涵 315
10.5.3 使用步骤 319
10.6 淤埋路段液氮桩 320
第11章 工程实例 322
11.1 平川泥石流 322
11.1.1 工程概况 322
11.1.2 拦渣坝 323
11.1.3 底越式排导结构 325
11.2 牛牛坝泥石流 330
11.2.1 工程概况 330
11.2.2 牛牛坝泥石流沟泥石流隧道 332
11.3 天山公路泥石流 338
11.3.1 试验模型 339
11.3.2 防治结构抗冻融材料开发 346
11.3.3 泥石流隧道 347
参考文献 349