Disaster Response Characteristics of Rammed Earth Buildings to Debris Flow

Cong LI; Qiang ZOU; Hu JIANG; Bin ZHOU; Zhuang TAN

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.200201103001

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Disaster Response Characteristics of Rammed Earth Buildings to Debris Flow

更新时间：2025-09-25

- Disaster Response Characteristics of Rammed Earth Buildings to Debris Flow
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 42, Issue 1, Pages: 42-50(2022)
- 作者机构：
  
  1.中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所，四川成都 610041
  2.中国科学院大学，北京 100000
  3.西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳 621010
  4.西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.200201103001
  CLC： TU443
- Published：28 February 2022
- 稿件说明：
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李聪,邹强,蒋虎等.泥石流作用下夯土建筑灾变响应特征研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):42-50.

LI Cong,ZOU Qiang,JIANG Hu,et al.Disaster Response Characteristics of Rammed Earth Buildings to Debris Flow[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):42-50.
李聪,邹强,蒋虎等.泥石流作用下夯土建筑灾变响应特征研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):42-50. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.200201103001.

LI Cong,ZOU Qiang,JIANG Hu,et al.Disaster Response Characteristics of Rammed Earth Buildings to Debris Flow[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):42-50. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.200201103001.

摘要

探究泥石流对夯土房屋的破坏模式及其动力致灾特征，有利于推进研究山区房屋承灾体对泥石流的灾变机制，对提高灾害风险管理水平、指导山区防灾减灾工作具有重要意义。通过实地调研凉山喜德县基恩德沟火后泥石流，总结了泥石流对夯土房屋的破坏模式，分析了泥石流动力学特征，根据现场受损房屋实测数据进行三维建模，利用有限元分析方法，获取了夯土建筑的位移时程响应和应力时程响应，反演了夯土建筑承灾破坏过程，探讨了泥石流作用下夯土建筑灾变响应特征。结果表明：（1）泥石流对夯土房屋的破坏模式表现为：通过墙体干缩裂缝渗入室内淤埋房屋；冲刷墙体基础导致墙体倒塌；携带大石块冲毁建筑；（2）墙体受泥石流冲击破坏表现为冲击点压碎破坏、墙体内侧受拉破坏和墙角剪切破坏；纵墙损伤为泥石流冲毁山墙后进入室内沿门洞冲出时导致的第二次破坏；（3）夯土房屋整体性较差，裂缝的发展切断了应力的传递路径，有效保护了其他墙体；（4）夯土房屋在泥石流作用下率先破坏的区域为大石块撞击点、墙基和墙角等形状突变位置。为此，夯土房屋防护，可首先考虑加固墙基和墙体转角等应力突变位置。

Abstract

It is of great significance for improving disaster risk management and guiding disaster prevention work to study the failure modes and dynamic response characteristics of rammed earth buildings subject to debris flow disasters in mountainous areas. Based on the field investigation of the Liangshan Jiendian debris flow incident， the paper summarized the failure modes of rammed-earth houses under the impact of the debris flow. By establishing an equal-scale rammed earth building model， the paper used the finite element method to obtain the displacement time history response and stress time history response of the structure and simulate the process of debris flow destroying the building. The results show： ① The damage modes of rammed earth housessubjectto debris flow are erosion， siltation and impact. Debris flow infiltrates into the room through the shrinkage cracks of the wall， causing the house to be buried， scours the foundation of the wall resulting in the collapse of the wall， and washing away the wall by carrying rocks. ②The impact failure of the wall by debris flow is characterized by crushing failure at the impact point， tensile failure at the inner side of the wall and shear failure at the corner of the wall； the damage of the longitudinal wall is the second failure caused by the debris flow when it destroyed the gable wall， rushed into the room and broke the doorway. ③Moreover， the integrity of rammed earth buildings is poor， and the cracks cut off the propagation path of stress， which effectively protects other walls. ④Under the impact of debris flow， the first damaged area of the rammed earth house is the wall base， corner and impact point of big stones. Therefore， to protect rammed earth buildings， the stress mutation positions such as wall foundation and corner should be reinforced first.

关键词

Keywords

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胡卸文，韩玫，梁敬轩，等 . 汶川震区桃关沟2013-07-10泥石流成灾机理［J］. 西南交通大学学报， 2015 ， 50 （ 2 ）： 286 - 293 .

Hu X W ， Han M ， Liang J X ， et al . Hazard mechanism analysis of taoguan giant debris flow in wenchuan earthquake area on july 10th，2013 ［J］. Journal of Southwest Jiaotong University ， 2015 ， 50 （ 2 ）： 286 - 293 . （in Chinese）

张宇，韦方强，贾松伟，等 . 砖砌体建筑在泥石流冲击力作用下动态响应实验［J］. 山地学报， 2006 ， 24 （ 3 ）： 340 - 345 .

Zhang Y ， Wei F Q ， Jia S W ， et al . Experimental research of unreinforced masonry wall under dynamic impact of debris flow ［J］. Journal of Mountain Science ， 2006 ， 24 （ 3 ）： 340 - 345 . （in Chinese）

Zeng Ch ， Cui P ， Su Z ， et al . Failure modes of reinforced concrete columns of buildings under debris flow impact ［J］. Landslides ， 2014 ， 12 ： 561 - 571 .

雷雨，崔鹏，蒋先刚 . 泥石流作用下砌体房屋破坏机理与结构优化［J］. 工程科学与技术， 2016 ， 48 （ 4 ）： 61 - 69 .

Lei Y ， Cui P ， Jiang X G . Failure mechanism and structure optimization of masonry building due to debris flow impact ［J］. Advanced Engineering Sciences ， 2016 ， 48 （ 4 ）： 61 - 69 . （in Chinese）

Soleimankhani H ， Carozza S ， Aronica G T ， et al . Analytic back calculation of debris flow damage incurred to a masonry building： the case of Scaletta Zanclea 2009 event ［C］∥ E3S Web of Conferences . Lyon ： European Conference on Flood Risk Management ， 2016 ， 7 ： 04007 .

Cheng X S ， Wang J L ， Ren Y . Fluid-solid interaction dynamic response of masonry structures under debris flow action ［J］. European Journal of Environmental and Civil Engineering ， 2013 ， 17 （ 9 ）： 841 - 859 .

Lu Z ， Rong K J ， Zhou Z G ， et al . Experimental study on performance of frame structure strengthened with foamed aluminum under debris flow impact ［J］. Journal of Performance of Constructed Facilities ， 2020 ， 34 （ 2 ）： 120 - 132 .

曾超，崔鹏，葛永刚，等 . 四川汶川七盘沟“7·11”泥石流破坏建筑物的特征与力学模型［J］. 地球科学与环境学报， 2014 ， 36 （ 2 ）： 81 - 91 .

Zeng C ， Cui P ， Ge Y G ， et al . Characteristics and mechanism of buildings damaged by debris flows on 11 July， 2013 in Qipangou of Wenchuan， Sichuan ［J］. Journal of Earth Sciences and Environment ， 2014 ， 36 （ 2 ）： 81 - 91 . （in Chinese）

周健 . 现代夯土建筑构造关键技术案例研究［D］. 西安：西安建筑科技大学， 2019 .

Zhou J . Case study on the crucial construction of modern rammed-earth architecture ［D］. Xi'an ： Xi'An University of Architecture and Technology ， 2019 . （in Chinese）

Cui P ， Zeng Ch ， Lei Y . Experimental analysis on the impact force of viscous debris flow ［J］. Earth Surface Processes and Landforms ， 2015 ， 40 （ 12 ）： 1644 - 1655 .

泥石流灾害防治工程勘查规范：T/CA GHP 006—2018 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2018 .

Chen N ， Cui P ， Liu Z ， et al . Calculation of the debris flow concentration based on clay content ［J］. Science in China（Series E：Technological Sciences）， 2003 ，（ Sup1 ）： 163 - 174 .

唐邦兴，周必凡，吴积善 . 中国泥石流研究［M］. 北京：商务印书馆， 2000 .

Tang B X ， Zhou B F ， Wu J S . Study on debris flow in china ［M］. Beijing ： The Commercial Press ， 2000 . （in Chinese）

Yamaguchi I . Erosion Control Engineering ［M］. Tokyo ： Japan Society of Erosion Control Engineering ， 1985 .

Huang H P ， Yang K C ， Lai S W . Impact force of debris flow on filter dam ［M］. Vienna ： European Geosciences Union ， 2007 .

Hungr O ， Morgan G C ， Kellerhals R . Quantitative analysis of debris torrent hazards for design of remedial measures ［J］. Canadian Geotechnical Journal ， 1984 ， 21 （ 4 ）： 663 - 677 .

何思明，李新坡，吴永 . 考虑弹塑性变形的泥石流大块石冲击力计算［J］. 岩石力学与工程学报， 2007 ， 26 （ 8 ）： 1664 - 1669 .

He S M ， Li X P ， Wu Y . Calculation of impact force of outrunner blocks in debris flow considering elastoplastic deformation ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2007 ， 26 （ 8 ）： 1664 - 1669 . （in Chinese）

费祥俊，舒安平 . 泥石流运动机理与灾害防治［M］. 北京：清华大学出版社， 2004 .

Fei F X ， Shu A P . Movement mechanism and disaster control for debris flow ［M］. Beijing ： Tsinghua University Press ， 2004 . （in Chinese）

Hu K ， Wei F ， Li Y . Real-time measurement and preliminary analysis of debris-flow impact force at Jiangjia Ravine， China ［J］. Earth Surface Processes and Landforms ， 2011 ， 36 （ 9 ）： 1268 - 1278 .

杨红娟，韦方强，胡凯衡，等 . 利用冲击力信号判断泥石流颗粒垂向分选的试验研究［J］. 灾害学， 2011 ， 26 （ 4 ）： 29 - 34 .

Yang H J ， Wei F Q ， Hu K H ， et al . Experimental study on vertical sorting of particles in debris flow with impact signals ［J］. Journal of Catastrophology ， 2011 ， 26 （ 4 ）： 29 - 34 . （in Chinese）

Proske D ， Suda J ， Hübl J . Debris flow impact estimation for breakers ［J］. Georisk ， 2011 ， 5 ： 143 - 155 .

仲继清 . 生土基材料和生土砖砌体单轴受压本构关系研究及应用［D］. 西安：长安大学， 2018 .

Zhong J Q . Study and application on constitutive relationship for earth material and mechanical compressed earth brick masonry ［D］. Xi'an ： Chang'an University ， 2018 . （in Chinese）

孟耀杰 . 现代夯土结构民居振动台试验研究［D］. 西安：西安建筑科技大学， 2014 .

Meng Y J . Experimental study on shaking table test of the modern rammed earth dwellings ［D］. Xi'an ： Xi'an University of Architecture and Technology ， 2014 . （in Chinese）

杨华 . 灾后重建背景下夯土墙结构民居抗震试验研究与示范［D］. 西安：西安建筑科技大学， 2010 .

Yang H . Seismic test of rammed earth wall and reconstruction of demonstrate residence after Panzhihua earthquake ［D］. Xi'an ： Xi'an University of Architecture and Technology ， 2010 . （in Chinese）

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