四川省冶金地质勘查局六0六大队 四川郫县 611730
摘要：泥石流是由混杂的堆积物所构成，其沉积物的分析方法较为复杂。泥石流容重作为一项主要的泥石流参数，采取有效方式测定容重范围对于泥石流灾害防治与评估具有意义。基于此，本文对以泥石流沉积物分析的方式评估泥石流容重的方法进行分析，旨在通过泥石流沉积物的分析与计算明确泥石流类型及容重参数。
关键词：泥石流；沉积物；容重；百分含量
采取有效方式测定容重范围对于泥石流灾害防治与评估具有意义，泥石流具有多种分类方式，以容重分类的方法最为常见，也较为适用【1】。因泥石流沉积物中的颗粒组成与形态和容重存在一定关系，基于此从沉积物分析的角度，对泥石流容重进行分析，从而明确泥石流的类型及容重范围等信息，从而对泥石流的危险评估，及防治措施的制定提供重要参考依据。
一、泥石流沉积物的特征及其与泥石流容重的关系
（一）泥石流沉积物特征
泥石流沉积物因其性质所致，主要为混杂堆积，包括蒙脱石、高岭土、埃洛石、伊利石、绿泥石、海泡石以及斑脱土等多种类型，此种复杂结构导致难以统一系统地对泥石流的沉积物进行概括，不同类型、不同地区泥石流灾害的沉积物存在很大差异【2】。例如强粘性泥石流的沉积物属于十分难以分选的混杂沉积，而弱粘性或中等粘性泥石流沉积物存在部分泥沙分选；稀性泥石流的粘性较弱，存在泥沙分选。此外逆流、水石流也属于广义层面的泥石流，这也加大了泥石流沉积物的分选难度。
（二）沉积物与泥石流容重的关系
容重是目前常用的泥石流分类依据，下图表1为基于容量的泥石流分类及与沉积物的关系。
图1 泥石流分类、容重以及沉积物特征间的关系。
由图1可以看出，泥流中的沉积无分选和粘性泥石流主要的差别为，沉积物中超过2mm的粗粒十分稀少。水石流中沉积物有分选，和稀性泥石流主要的差异就体现在分选之前，稀性泥石流中细颗粒（0.05mm以下）十分稀少【3】。由此即可根据沉积物颗粒粗细及沉积方式对泥石流进行分类，并以此框定出泥石流容重的参数范围。但此种框定的范围较为粗劣，仅能对泥石流有一个初步认识，但无法准确评估其危害性，更难以对泥石流防治起到有效帮助，因此还需结合沉积物中的粒径以及百分比含量等特征进行展开分析与计算，从而得出更为精准的容重值。
二.基于沉积物分析的泥石流容重计算方法
（一）计算公式
泥石流沉积物中的含有的颗粒粒径主要包括0.005mm、0.05m以及2mm三种形式，但只通过某一种形式的粒径百分含量是难以求出泥石流容重的【4】。每种类型的颗粒百分含量和泥石流容重的关系是不同的，以超过2mm的粗颗粒百分含量和容重具有最佳相关性，而小于0.005mm的微颗粒和容重的相关性并不明显。基于沉积物分析的泥石流容重计算方法主要就是通过大于2mm和不足0.05mm这两种不同类型的颗粒百分含量来对容重值进行计算：
γD=P0050.35P2γv+γ0 （1）
公式1中，以P005和P2分别表示小于0.05mm以及大于2mm的颗粒百分含量，γv值为2.0g/cm³，表示泥石流（粘性型）最小的容重值，γ0值为1.5g/cm³，表示最小泥石流的容重值。
（二）基于沉积物分析的泥石流容重计算方法的容重估算实例
选取各地泥石流沉积物样品根据利用公式1进行计算，并将计算值与实测结果进行对比（各沉积物样品相关资料信息均来自中国科学院及国土资源厅环境总局网站），可得出图2对比结果示意图。
以上沉积物样品相关资料信息均来自中国科学院及国土资源厅环境总局网站，包括西南的西藏及云贵川地区的泥石流样品，也就包括西北及北京泥石流样品。类型包括有粘性、亚粘性和稀性。结果中有6个泥石流样品（稀性型）的容重计算结果偏大主要是因取样及分选等因素所致，其余容重计算结果均处于吻合线附近。以泥石流样品测量容重及颗粒组成的结果相对准确，因此以容重计算结果和实测结果进行比较可以看出，虽然此种计算方法存在一定的误差，但处在可接受范围内，由此可见以公式（1）进行计算能够较为准确的估算出泥石流容重值，具参考价值。
（三）实例分析
泥石流样品存在一定的随机性，即使是在统一泥石流事故中取得沉积样品，也可能会因为样品所取的不同部位，发生颗粒组成的不同，从而影响计算结果。从图2也可以看出，即使是在同一个泥石流灾害中取得样品，也可能出现0.3g/cm3的差异，差异接近一个泥石流类型，因此通过沉积物分析泥石流容重时，绝不能忽视这方面的影响【5】。基于此种因素，如果出现较大的容重差异，例如所计算的某种泥石流类型容重值和通过沉积物分析出的泥石流类型不相符，那么需要对计算结果进行修正，以满足泥石流沉积特征。因此针对沉积物样品的不确定，主要的计算流程是①先通过沉积特征确定泥石流类型，以此大致框定出泥石流的容重范围，之后根据样品中的颗粒组成再利用公式（1）对容重进行计算，如果计算结果在框定的范围，那么这一计算结果就可以使用，否则应当在框定范围内修正。
（四）分析过程中需注意的问题
以稀性类型的泥石流沉积物为例，此类沉积物存在分选性，所以在对容重进行计算时需要尤其注意样品中是否存在细颗粒流失情况，确保所采用的样品是分选前的沉积物样品，如果使用分选后的样品，那么将会出现较大差异，因为细颗粒一旦流失，会使原样品中的粗颗粒增多，从而增加容重值，造成结果偏大【6】。同理亚粘性样品也应当对此类问题加以注意。此外公式中的所需数据都是所测小样的相关数据，因此在实际计算中也应当以小样作为基本参照数据，避免增大偏差。
图2 泥石流沉积样品的计算值和实测结果的对比结果示意图
三.结束语
泥石流沉积物中的含有的颗粒粒径主要包括0.005mm、0.05mm以及2mm三种形式，但只通过某一种形式的粒径百分含量是难以求出泥石流容重的，每种颗粒百分含量都和容重存在一定相关性，但随着地区及所取样品的差异，这种相关性也是不同的，地区差异性和颗粒粒径呈反比。总的来说，本次研究提供的计算方法虽然存在一定的误差，但处在可接受范围内，由此可见以此种方式公式进行计算能够较为准确地估算出泥石流容重值，具一定使用价值。
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论文作者:蔡安录
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：泥石流论文; 容重论文; 沉积物论文; 样品论文; 颗粒论文; 粘性论文; 粒径论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;