【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地质灾害研究，具体涉及一种冰川泥石流致灾机理的研究方法。
技术介绍
1、冰川泥石流是指广泛分布于高山冰川和积雪边缘，且固体物质主要是新老冰碛土和雪崩岩屑，且水源依赖于冰川融水和冰湖崩决水而形成的一类地质灾害，冰川泥石流的发育于冰川运动和气候密切相关，在全球气候变暖的大背景下，冰雪消融、雪迹线不断上升，冰崩雪崩带来的大量冰碛物、寒冻作用产生的岩屑，以及丰富的松散固体物质，在陡峭的地形作用下，很容易诱发规模不等的冰川泥石流，在我国西部的新疆天山地区，随着气候的波动以及雪迹线的退化，冰川泥石流逐渐成为一类易发性、突发性的地质灾害。
2、现有的冰川泥石流危险性评价研究方面的研究成果较丰富，但各研究成果考虑的评价指标不统一，差异较大，导致各研究成果难以统一，虽然目前冰川泥石流研究成果较多，但对于考虑冰川运动及地貌特征因素的研究成果甚少，导致对高寒山区冰川泥石流防灾减灾工程能提供的理论指导意义有限，因此，需要一种考虑到冰川运动及地貌特征因素的冰川泥石流致灾机理的研究方法，本专利技术针对这一技术问题进行解决。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种冰川泥石流致灾机理的研究方法，通过利用物理模型试验来揭示冰川泥石流的变形特征，总结出冰川泥石流的失稳模式，并且能够通过数值模型，揭示冰川泥石流内部土体和融水间的相互作用机理，得出冰川泥石流的致灾机理。
2、一种冰川泥石流致灾机理的研究方法，包括以下步骤：
3、s1、调查统计冰川泥石流的工程实例，并采用l
4、s2、通过冰川泥石流的实例和采集的数据，研究冰川地貌特征与运动特征，利用现场观测试验成果，采用分布式度日融雪模型分析不同冰川的融水强度与融水量变化特征，并结合饱和-非饱和理论生成冰川融水入渗模型，用于总结冰川融水入渗模式，然后将工程地质数据与冰川地貌、运动数据导入argis，用于建立冰川泥石流数据库，分析冰川泥石流空间发育特征；
5、s3、收集野外冰碛土试样，分析其组成与力学特征，搭建冰川泥石流室内物理模型，重复对物理模型进行试验，研究不同结构特征的冰碛土的失稳临界融水特征，并建立冰川泥石流离散元-计算流体力学耦合数值模型，采用物理模型的试验结果对数值模型校准，综合两种模型的模拟结果，总结冰川泥石流典型失稳破坏模式；
6、s4、研究临界冰川融水入渗强度与入渗时间下，冰碛土物理力学特性变化特征与土颗粒受侵蚀特征，建立冰碛土物理力学状态与冰川融水特征值对应关系，并基于cfdem耦合技术，结合冰川泥石流离散元-计算流体力学耦合数值模型，从能量转化角度揭示冰川融水与冰碛土相互作用机理，结合物理模型的研究成果深入研究冰川泥石流致灾机理。
7、进一步的，所述步骤s1包括如下步骤：
8、s11、针对冰川泥石流地区的斜坡灾害点，采用landsattm/etm和遥感卫星数据来获取地质信息；
9、s12、利用确定性系数-逻辑回归耦合后的模型开展斜坡易发性评价，获取斜坡成灾高敏感因子；
10、s13、采用发育面积贡献率统计方法，获取冰川泥石流各因素致灾敏感性；
11、s14、选取高敏感因子集，结合冰川泥石流的地质结构特征，获得冰川泥石流易发的地质条件。
12、进一步的，所述步骤s2包括如下步骤：
13、s21、选取冰川泥石流实例，进行现场地质调查，收集区域历年气象数据、人类工程活动资料以及卫星影像数据，研究冰川地貌特征与运动特征；
14、s22、通过三维激光扫描来获得散粒体斜坡物质堆积特征图，从而获得冰川泥石流的物源区冰碛土堆积量，并结合地质特征分析总结堆积特征；
15、s23、将包含气象数据、工程数据、卫星数据和冰川地貌的数据，与分布式度日融雪模型以及饱和-非饱和理论相结合，通过研究获得冰川融水入渗模式；
16、s24、将工程地质数据与冰川地貌、运动数据导入argis，建立冰川泥石流数据库，并于冰川融水入渗模式相结合，分析总结冰川泥石流的空间发育特征。
17、进一步的，所述步骤s3包括如下步骤：
18、s31、对野外的冰碛土进行采样收集，并对冰碛土试样进行试验，测量冰碛土的密实度、抗拉和抗压强度；
19、s32、在冰川泥石流不同部位采取冰碛土，测量其天然重度、颗粒级配和孔隙率，并对获取的土样施加不同围压，计算获得粗粒土的粘聚力c和摩擦角φ；
20、s33、搭建冰川泥石流物理模型，冰川泥石流物理模型在自行设计制造的模型试验台上搭建,模型试验台包括模型基座、设置在所述模型基座上的模型框架、设置在所述模型框架上的位移监测设备和融水入渗设备，泥石流物理模型主要由放置在模型基座上的底部原始斜坡、放置在所述底部原始斜坡的上部冰碛土组成，试验采用粘性土和冰碛土混合的方式，模拟原始的未滑动的泥石流，并用土工布覆盖以保证其原始形态；
21、s34、按照冰川泥石流现场的粒径分布特征，物理模型在铺设的过程中每隔一定高度布置一组位移传感器，铺设完后将部分泥石流由坡顶向坡脚匀速倾倒成坡，斜坡表面的位移监测通过位移监测设备拍摄，利用dic技术对比散斑图获取坡面变形，并对坡面关键部位采用全站仪进行位移测量。
22、进一步的，所述步骤s4包括如下步骤：
23、s41、通过cfdem技术搭建冰川泥石流离散元-计算流体数值模型，并以物理模型的试验结果校正数值模型；
24、s42、在模型的模拟过程中，监测冰川泥石流不同位置应力、应变变化规律并获取冰川泥石流变形过程中能量场变化特征，对能量的监测主要有系统重力势能ep、应变能es、摩擦耗散能eμ、阻尼散能eβ以及动能ek；
25、s43、动能和重力势能通过fish语言编制代码，其他能量的获取分别依据如下计算公式：
26、
27、s44、通过实地调查获得天山地区冰川泥石流的易发工程地质模型、冰川融水特征以及入渗特征、冰川土堆积特征，结合上述基础信息搭建冰川泥石流物理模型，研究其变形演化特征，以物理模型为标尺，建立冰川泥石流离散元-计算流体数值模型，研究冰川融水与冰碛土的相互作用机理，从而获取冰川泥石流的致灾机理。
28、本专利技术的技术效果如下：
29、(1)本专利技术通过现场地质调查与arcgis空间分区叠加技术，分析总结冰川泥石流发育特征；并将三维激光扫描用于冰川泥石流物理模型试验，开展冰川泥石流变形特征分析，总结冰川泥石流失稳模式；建立冰川泥石流cfdem合模型综合物理模型试验与数值模拟揭示冰川泥石流致灾机理，为冰川泥石流防治提供新的思路；
30、(2)本方案考虑冰川地貌及运动特征，构建了冰川泥石流工程地质模型，用来揭示冰川泥石流的空间发育特征，并且还可以从能量转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种冰川泥石流致灾机理的研究方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的冰川泥石流致灾机理的研究方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的冰川泥石流致灾机理的研究方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的冰川泥石流致灾机理的研究方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的冰川泥石流致灾机理的研究方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种冰川泥石流致灾机理的研究方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的冰川泥石流致灾机理的研究方法，其特征在于，所述步骤s1包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的冰川泥石流致灾机理的研究方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢良甫，谢永甜，王一惠，刘烨，杨甜甜，赵鑫，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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