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NBT 10139-2019 水电工程泥石流勘察与防治设计规程.pdfNB/T 101392019
慎用渡槽排泄。渡槽往往与公路、铁路等交通设施相配套,沟道 的出口应高于线路标高,以避免泥石流对线路的影响。
8.2.4本条对泥石流拦挡工程布置进行了规定。除规程1
定外,大量工程经验也表明,拦挡工程坝址选择沟道基岩窄口可 跌坎处:可节约工程投资,有效排泄和消能;此外,选择的坝理 要较好控制主、支沟泥石流活动的沟谷地段
8.2.5根据工程经验湘2017G504 机械式立体停车库--垂直升降类 平面移动类,停淤场停淤比降与底部纵坡比降
多是根据工程经验类比确定,主要是确保泥石流在停淤过程中与 泥石流堆积过程类似,处于缓慢流动~堆积状态,一般情况下 亭淤比降与堆积扇的平均坡度基本一致,而停淤场底部纵比降取 停淤比降的0.8倍~1.2倍。
8.2.6固床护坡工程一般布置在不稳定(冲刷下切)沟
靠岸坡崩滑体地段的下游或纵坡较大的泥石流沟,利用多道低矮 拦挡坝拦蓄泥沙、堵埋崩滑体的剪出口,使沟床及岸坡达到稳 定;护底工程主要布置在沟床可能被严重冲刷侵蚀沟段,一股采 用沟床铺砌浆砌块石、混凝土板或加助板等施;护坡工程主要 是防止坡脚被冲刷及岸坡的册場
8.3物源稳固工程设计
8.3.1除条文所列的措施外,物源稳固措施还包括截流引排、 拦挡坝固床稳坡等措施。截流引排工程将流域内汇集至物源的降 水或沟水截断后通过隧洞或明渠引排至相邻流域或物源下游再进 行排导,拦挡坝固床稳坡工程是紧靠滑坡或沟岸不稳定段的下游 修建拦挡项,利用其挡蓄的泥沙淤埋滑坡剪出口或保护坡脚,使 沟床岸坡达到稳定。此类措施设计可见排导工程或拦挡丁程 设计。
8.3.2对于非重要的沟段护底固床也常采用干砌块石,用丁硬
法铺砌,厚度不小于0.5m;对于肋板,根据实际情况埋设 竖助。
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称为上游喇叭口或上游渐变段。进口段导流堤的收缩夹角(。) 的大小与泥石流性质有关。黏性泥石流及含大量巨砾的水右流, 般α≤15°;对于高含沙水流及稀性泥石流,α<25°。如因地形 条件限制,导流堤只能采用曲线布设时,采用大曲线半径。对于 稀性泥石流,其曲线半径大于排导槽底宽的8倍;对于黏性泥石 流,则大于槽底宽的10倍,才可确保上游人流顺畅地排入急 流槽。 如果排导槽上游段已建有拦沙坝、溢流堰、低槛等控流设 施,则在布置进口段时,加以利用,使进口段的导流堤与相应的 控流设施未端连接,并使其出入流方向保持一致。若上游无控流 设施,为防止出现严重冲刷沟槽,则需要在进口上游或进口末端 设置相应的控流工程,如潜坝、低槛或对床底进行全面铺砌等。 急流段是排导槽的主体部分,般情况下按等宽度的直线形 布置。当利用自然沟道设置急流槽时,若碰到弯曲沟段,则尽量 藏弯取直,或以大钝角相交的折线形布置,其转折角:α>135°; 卫司以是较天的缓弧弯道半径:对于稀性泥石流的转驾半径大于 8倍的流体宽度,对于黏性泥石流的转弯半径则大于15倍的流 体宽度。 当急流槽与道路桥涵、堤等交叉或在槽的纵向底坡变化 处:槽宽不能突然增火或收缩,否则会导致槽内严重淤积或冲刷 下切,故应采取变的形式布置。渐变段的长度应大于5倍的流 体宽度,扩散角小于10°。在沿程各支沟的交汇处,应顺流向以 小于30的锐角交汇,交汇口下游按支沟汇人水量护宽过流断 面,或以增加过流深度而加大排泄量。 出口段布置宜靠近交汇大河的主流线位置,使泥石流能通过 急流槽直接送入大河,并被河水挟带、输送至下游。若急流槽不 能直通大河,则选择较宽阔的堆积场地进行停淤,形成新的堆积 扇。选择新的堆积场地时,以不对周围地区产生新的灾害为 原则。
泥石流排导槽充许流速与排导槽结构有关,表8一2提供了 泥石流排导槽允诈流速参考值,供参考使用
表8·2泥石流排导槽允许流速参考值
常见排导槽断面形式见图8一2,梯形断面、矩形断面、三 角形或弧形底部的复式断面,具有较大的水力半径和输移力: 以优先考虑;矩形和梯形复式断面适用于各种类型和规模的稀性 泥石流,槽底宽度不受限制;一角形底部复式断面更适用于排泄 规模不大的黏性泥石流。 侧墙加防冲肋板结构实际上是把侧墙与槽底护砌分开,槽的 侧墙可由混凝土或浆砌石挡土墙或护坡组成。槽底可用混凝土、 浆砌石全面护砌,或间隔布设防冲肋槛而成。此类结构宽度多适 用于河床基础较好、泥石流发规模大、槽底亦宽(可大于
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注:H。为平均泥深(m),D品表示按石块个效计90%小于或等于该粒径(m)。
渡槽断面尺寸确定与排导槽较为类似,都采用最大流量确 定。工程实例表明,渡槽的横断面形式多为直墙式矩形断面或边 坡较大的梯形断面。为了提高渡槽的输沙能力,槽底可做成圆弧 形或钝角三角形。在确定渡槽宽度时,渡槽宽度一般都大于泥石 流体中最大漂砾直径的1.5倍~2.0倍,
8.5.1拦挡工程按被拦挡物源颗粒大小分为重力式拦挡坝和格 谢坝,拦挡坝主要功能是拦蓄泥石流固体物源,只让水流过拦挡 坝;格栅坝主要功能是拦蓄固体物源中大颗粒,中小颗粒可以允 许通过坝体。
8.5.2本条对重力式拦挡坝坝体结构
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重量);而支墩的水平荷载包括泥石流体的动压力、静压力以及 大石块的冲撞。垂直作用力则包括支墩的重力、基础重力、泥 石流体与堆积物压在支墩及基础面上的重力等,此外支殿受力还 应包括横梁作用在支墩上的荷载,包括横梁承受外荷载后传递到 两端支墩上的所有水平力、弯矩及垂直力等。 8.5.9梳齿项结构型式是溢流段为梳齿状,基础为实体重力坝: 故基础的稳定性和应力计算同重力式拦挡坝。 8.5.11桩林是利用型钢、钢管桩、钢筋混凝土桩林等横断沟 道,拦阻泥石流中粗大固体物质和漂木等,使之造成连锁停积, 从而达到减少泥石流危害的目的,可适用于含有巨大漂砾、危害 性又较大的泥石流沟口。 桩体承受横向能力较强,布置在泥石流形成区、流通区内可 以起到降低泥石流重度、减小泥石流动能、减弱泥石流破坏力的 效果。 从桩林前后排桩的功效考虑,首排桩主要功能为拦截泥石流 流体中块体作用:后排桩主要作分担首排的冲击力结构。故本 条规定了首排桩净距→般为1.5倍~2.0倍设计拦截粒径(D), 而后排桩的净间距只丛受力角度进行了原则性要求,
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9.1.3监测设计是泥石流防治设计的重要内容之一,由于泥石流 流体的复杂性和突然性,泥石流防治除工程措施外,需要考虑相应 的监测措施。一般来说,监测设计与治理工程设计同步进行。形成 条件监测主要包括固体物质来源、气象水文条件等。流体及运动特 性监测主要包括流态、动力要素、物质组成及物理化学性质等内容。 9.1.4由于不同泥石流沟有自身的特性,如有的泥石流沟不稳 定物源量较为丰富,有的泥石流沟坡降较陡等,监测布置时应充 分考虑每条泥石流沟的自身特点,制定合理的监测方案。
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警标准的基础上,本规程将预警标准分为黄色预警和红色预警。 其中黄色预警为提示性预替,是在监测降雨量、不稳定物源进人 沟道量、沟道内流量的基础上,获得泥石流可能形成的馨报。红 色预警为形成性预警报,表明泥石流已经形成或即将发生。
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10泥石流治理工程施工组织设计
10.0.1治理工程作为水电工.程整体的一部分,与枢纽工程施工 总布置和防护对象施工组织设计密切相关,充分利用整个工程的 相关施工资源,因此治理工程的料源、场内交通、施工布置应与 枢纽工程和防护对象施工总布置统筹考愿,按照现行行业标准 水电工程施工组织设计规范》DL/T5397一2007进行编制。施 工条件好、工期较短的治理工程,相关章节可适当简化,重点研 究场内交通、施工方案和进度安排。 治理工程料源选择优先考感结合枢纽工程的料源规划,并根 据治理工程施工条件综合选择。场内道路布置困难的,可以就近 取材,做好土石方平衡规划和水土保持设计,避免出现新的不稳 定物源。 治理工程场内交通和施工场地布置一般要充分结合整个工程 的施工总布置统筹考虑,有利于水土保持和资源节约。受地形地 质条件限制,治理工程场内交通单独布置代价很大或增加较多 新的物源时,研究采用多种运输方式,如缆索吊运、人畜运 输等。 施工场地和人员居住区域要避开地质灾害危害区域。治理工 程弃渣场不能设置在泥石流的物源区和流通区内。 10.0.2泥石流沟沟道地形一般较为狭窄,洪枯差异比较大,为 尽快建成治理工程,减小临建工程量,采用结构简单、方便施 工、成本低廉的导流方案:例如理涵管一次藏断河床、明渠导流 或分期导流,并尽量安排在枯水期完成。 10.0.3多数泥石流治理工程规模不大,但施工条件较差,施工 设备进出不易,优先选择工期短、施工成本低的施工方案,所选 择的施工设备要求轻便、灵活、运行可靠、利于人畜运输等,对
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劳动力操作水平要求不高。 10.0.4由于治理工程服务于防护对象,治理工程施工进度安排 结合防护对象工期目标确定。当防护对象是大型或特大型临河渣 场时,形成最终规模时间较长,部分工程根据施工进度的安排, 分期实施拦挡设施。
劳动力操作水平要求不高。 10.0.4由于治理工程服务于防护对象,治理工程施工进度安排 结合防护对象工期目标确定。当防护对象是大型或特大型临河渣 场时,形成最终规模时间较长,部分工程根据施工进度的安排, 分期实施拦挡设施。
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11.1.1~11.1.3条文所列内容是针对一般情况而言,原则上分 阶段编制勘报告,鉴于泥石流规模大小各不相同,勘察目的和 要求、工程特点、岩土条件差别较大,因此,对所规定的泥石流 勘察报告内容可根据各自的特点适当调整和增删部分章节内容。 11.2防治设计报告 11.2.1条文所列内容是针对一般情况而言,鉴下每条泥石流的 特点、采取的方案利措施互不相同,因此,对所规定的泥石流设 计报告内容可根据各自的特点活当调整和增删部分章节内容
持点、采取的方案和施互不相同,因此,对所规定的泥石流设 计报告内容可根据各自的特点适当调整和增删部分章节内容。
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量。物源平均厚度按滑坡平均厚度法和其他厚度法来估算。 滑坡平均厚度确定有模拟计算法、实地勘查法、统计方法供 参考。 (1)模拟计算法。通过瑞典阅弧法等经典的方法在潜在滑坡 分布的基础上,模拟计算潜在滑坡的平均厚度,并以此为基础计 算潜在滑坡的物源数量。按泰勒·费南纽斯等提出的破裂圆弧分 析理论计算,平均坡度小于等于45时崩滑体平均厚度为
式中:Lp一一崩滑体的平均宽度(m): 一一崩滑体的平均坡度(); K一一修正系数,K=0.1~1,实际情况中应在现场取 一滑坡进行试算。 (2)实地勘查法。通过钻探、物探和坑槽探的方法确定滑坡 维积物和潜在滑坡的平均厚度。钻探和坑槽探主要探测某一点的 滑坡堆积物和潜在滑坡的厚度,而物探手段(地质雷达等方法) 可以确定潜在滑坡和滑坡堆积物与下毅地质体的分界线:进而确 定滑坡松散堆积物和潜在滑坡的厚度。 (3)统计方法。通过对汶川地震灾区111个崩塌滑坡体积与 萌塌滑坡面积的统计分析发现,崩塌滑坡体的平均厚度与崩塌滑 面积存在一定关系,可表示为以下形式: 1)对王实地调查的单个滑爆体,
附录 C 泥石流特征参数的确定
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C.1.1~C.1.3重度是泥石流重要的特征值,除对泥石流体的 性质起决定性作用外,还影响治理工程投资。泥石流重度的计算 方法很多,有现场调查试验法、形态调查法、颗粒级配分析方法 以及国内学者提出的基于黏粒含量的计算方法等,本规程推荐的 现场调查试验法、形态调查法、系现行行业标准《泥石流灾害防 治工程勘查规范》DZ/T0220一2006附录F推荐的方法,在泥 石流调查过程中得到广泛运用。现场颗分试验法是在大量堆积物 取样试验的基础上提出的。 为更简便、快速地对某一类或某一地区泥石流重度进行估 算,国内部分学者根据间接估算或实测泥石流重度与实际调查的 泥石流沟流域参数或颗粒级配参数进行统计分析,提出了10余 个泥石流重度估算公式。根据建立统计关系所选用的参数特点, 大致可以分为两类,供参考使用。第一类将泥右流的重度与沟谷 流域面积、沟床比降、松散物质储量等宏观物理量建立统计关
于流域特征和松散物储量及其特征的近
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注:Y。为混石流重度(1/m");1为主沟沟床平均纵比降:B为储备物质方量与汇 水面积之比(万m/km"):a为扇滑程度系数、t表获取;K,为沟床比降系 数(取泥石流形成区沟述平均坡度);K,为补给系数,般取55;Kk为岩性 系数;K为稀释系数(取沈石流形成区至源头的沟长与主沟长之比)或为河 拍孤石覆盖系数:K为松散物质储备总量系数:效值上等于(松散物质储备 总盘/流域汇水面积).1:F,为沈石流形成区以1:的面积(km²);F为流域 面积(km)。 第二类公式将泥石流重度与泥石流中不同粒组的百分含量建 立统计关系:即认为泥石流重度主要由泥石流固体物质组成所决 定。这类公式的典型代表见表C。2
注:Y。为泥石流重度(1/m");「为主沟沟床平均纵比降:B为储备物质方量与汇 水面积之比(万m"/km"):a为扇滑程度系数、t衣获取;K,为沟床比降系 数(取泥石流形成区沟述平均坡度);K,为补给系数,"般取55;Kk为岩性 系数:K为稀释系数(取溉石流形成区至源头的沟长与主沟长之比)或为河 拍孤石覆盖系数:K为松散物质储备总量系数:效值上等于(松散物质储备 总垦/流域汇水面积).1:F,为沉石流形成区以l:的面积(km²);F为流域 面积(km)。 第二类公式将泥石流重度与泥石流中不同数组的百分含量建
2mm的粗颗粒的百分含鼠(小数表示);为泥石流的最小重度,一股取 1.5g/cm*:Y为黏性泥石随的最小重度,取2.0g/cm";Yx为重度修正系 数,取1.4g/cm²;y.为粗颗粒(大于2mm)比重,取2.7g/cm²;工为小 于0.005mm的黏粒的百分含量(小数表示);dso为泥石流中值粒径 (mm):d为泥石流固体的平均粒径,d;(d+dte)/2(mm);其余同前。
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C.2.1~C.2.3泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的 参数之一,但目前其计算公式为半经验或经验公式:本规程根据 泥石流流体性质和各地区的经验公式总结,按稀性和黏性泥石流 分别推荐了不同地区的泥石流流速计算公式。荐的公式系现行 行业标准《泥右流灾害防治工程勘查规范》DZ/T0220一2006 附录1,在泥石流调查过程申得到广泛运用。 通用公式是综合西藏古乡沟、东川蒋家沟、武都火烧沟公式 得到。 除规程正文中的经验公武外,根据不同地区泥石流特点,对 流速计算进行了相应的改进或修正,各类经验公式及适用条件见 表C一3,供参考使用
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注:α为滤石流阻力修正系数,H为泥深(m):「为沟床比降;R为水力半径 (m);Mw是河床外阻力系数;M。为巴科洛夫斯基粗糙系数;me为消水阻力 系数的倒数:m“为只取决于河床尺寸和祠床表面相糙程度的系数;"为黏性 混石流沟床糙率;n为泥石流消水沟床的糙率系数:n。为泥石流综合镜率: n。=α·n,n为曼宁糙率;K为黏性泥石流流速系数:M为泥石流沟床糙率 系数:K。为断面平均流速换算系数、需查表获取;d。为泥石流周体的平均粒 径 注:α为滤石流阻力修正系数,H为泥深(m):【为沟床比降;R为水力半径 (m);Mw是河床外阻力系数;M。为巴科洛夫斯基粗糙系数;me为消水阻力 系数的倒数:m“为只取决于河床尺寸和祠床表面相糙程度的系数;"为黏性 混石流沟床糙率;n为泥石流消水沟床的糙率系数:n。为泥石流综合镜率: n。=α·n,n为曼宁糙率;K为黏性泥石流流速系数:M为泥石流沟床糙率 系数:K。为断面平均流速换算系数、需查表获取;d。为泥石流周体的平均粒 径 C.3.1泥石流峰值流量是泥石流治理工程设计的一个重要参 数。具有活动时间短、产流汇流条件复杂、相关参数获取困难等 特点,目前对其计算多为经验公式,本规程根据各地区的经验公 式总结,推荐了雨洪修正法和形态调查法两种方法。推荐的雨洪 修正法的东川公式和形态调查法系现行行业标准《泥石流灾害防 治工程勘查规范》DZ/T0220一2006附录I.在泥石流调查过程 中得到广泛运用。 运用雨洪修正法计算时,常见的公式有斯式公式和东川公 式,我国学者在对东川、成昆线上的泥石流研究后认为,斯氏公 式中的堵塞附加流量不能很好地反映泥石流的堵塞阵流现象。泥 石流在通过卡口、急弯、纵坡然变缓的情况下的沟段,常常发 生泥石流停积堵塞、加积增大而文开始流动,成为泥石流流量增 大的重要原因。总体来说,雨洪修正法是以洪峰流量为基础,叠 加了泥石流固体流量。但在考虑堵塞情况时,斯式公式是增加泥 NB/T101392019 B/T101392019 石流附加流量,而东川公式则是直接考虑堵塞系数,泥石流的附 加流量往往难以获得,一般以洪水流量与泥石流固体流量的 10%~30%考虑,取值往往较为随意。堵塞系数则是考虑到沟道 的地形情况、堵塞程度和两岸松散物源情况,相对更为合理。日 常使用过程中,选用东川公式相对较多。 C.3.2泥石流总量是一次泥石流携带的洪水与固体物质的和, 是泥石流治理工程设计的重要参数,其确定往往也是以经验公式 为主。本规程推荐的计算公式系现行行业标准《泥石流灾害防治 工程勘查规范》DZ/个0220一2006附录1中的公式。首先按水文 方法计算出断面不同频率下的暴雨洪峰流量,然后根据泥石流重 度适当考虑堵塞情况确定泥石流峰值流量,最后按泥石流过程将 其过程线概化成三角形或五角形状进行相应频率下泥石流总量及 固体物质量的计算。 C.3.3洪水流量的计算一股以当地中小流域水文手册为基础, 获取相关计算参数进行计算 C. 4 泥右流冲击力 C.4.1泥石流冲击力是泥石流治理工程设计的个重要参数。 本规程推荐的公式系现行行业标准泥石流灾害防治工程勘查规 范》DZ/T0220一2006附录1中的公式, C.5泥石流冲起高度与弯道超高 NB/T10139—2019 附录D泥石流发育程度评价 DL/T 846.5-2018 高电压测试设备通用技术条件 第5部分:六氟化硫气体湿度仪D.2 泥石流发育可能性三要素评价法 D.2.1~D.2.3近年来,中国电建集团成都勘测设计研究院有 限公司在西南地区联合西南交通大学、成都理工大学、中科院成 都山地研究所开展了上百条泥石流沟的研究,通过多年研究,泥 石流发生的三个条件分别是要具备陡悄的地形条件、丰富的物源 条件、充足的水(降雨)源条件等,三者缺不可,卓就已经成 为共识。 中国电建集团成都院的彭仕雄、陈卫东等在对影响泥石流发 生的危险性大小时认为可采用简化的评判方法,地形条件可以采 用坡降来代表,因地貌类型、相对高差、山坡坡度等均是其表现 形式之一:物源条件可以用单位长度不稳定物源量(万m/km) 来代表,人类活动、植被条件、松散堆积物、地质构造等最终表 现出来的就是不稳定物源量的多少;水源条件是触发因素,有大 量研究成果证明,泥石流的发生与1小时雨强大小关系最为密 切,因此可以用1小时雨强来表述水源条件。通过小时雨强、坡 降、单位长度不稳定物源量等因素来评价泥石流发生的危险性大 小评判方法,称为三要素法。 为了客观得出各种因子的影响权重,分别对西南地区已经发 生过泥石流的55条泥石流沟的三要素进行统计分析,假定泥石 流发生的危险性大小与坡降大小、单位长度不稳定物源量多少、 小时雨强大小等均成线性正相关关系,首先对单因素影响泥石流 危险性大小进行分级,采用反分析的方法,调整各项因子权重, 使之三要素评分总和分别与这三项因子成正比例关系,从而再确 定各项因子的分值。故本规程推荐了该方法 NB/T101392019 D.3泥石流最大影响范围 D.3.2单沟泥石流最大影响范围预测模型是通过天比例尺航空 相片判读和地形图量算,得到了云南东川小江流域55处泥石流 沟的流域背景因子和堆积扇平面形态特征值,运用逐步多元线性 回归法得出的预测模型(东川模型);“5·12”地震后,成都理 工大学唐川等结合地震区泥石流调查情况,对预测模型进行了改 进;本规程推荐这两种预测方法计算。这两种方法都是对泥石流 最大影响范围的预测 D.4不同频率泥石流影响范围 D.4.1不同频率下泥石流影响范围预测模型一是通过模型实验 分析堆积扇范围与影响堆积扇发育各因素之间的关系,试图采用 不同控制参数来模拟实验堆积扇的堆积范用和堆积特性,以建立 适合我国山区泥石流影响范的实验性预测模型。国外则强调在 特定模型实验条件下,深人研究堆积扇的堆积机理和发展过程。 二是通过数理统计探讨现有堆积扇特征与形成这些特征的流域背 景因素之间的关系:国外涉及这方面的研究相对较少DB11/T 852-2019标准下载,国内于 泥石流研究起步较晚:论述这方面的著作也不多见。 规程推荐的不同频率泥名流影响范围预测是采用刘希林等通 过量纲分析以及平均值法得到的模型试验预测法,值得注意的 是:不同频率泥石流影响范围预测结果原则不超过前述预测的 最大影响范围。泥石流泛滥范围受璀积扇微地形地貌、不同性质 泥石流堆积坡度等诺多因素影响,预测较为闲难,一股来讲,需 要根据堆积扇纵坡、平面形态、泥石流性质等综合考虑。根据有 关实践经验:黏性泥石流的一次泥石流泛滥区平面形态,在堆积 区坡度1°=5°时为圆形,堆积区坡度6~10°时为椭圆形。称稀性 泥石流始终为长方形 NB/T101392019 E.0.2由于泥石流流体和淤积的土体在组成性状上差异大:敌 在计算拦挡坝前土体重时、分别计算泥石流流体和淤积土体自 重。同时,设计人员在计算时需要注意的是,各类荷载均是指单 宽荷载。