滑坡转化泥石流起动机理试验研究

【摘要】：滑坡转化为泥石流起动机理,处于泥石流起动理论和滑坡动力学的交叉部,是当前泥石流学科的前沿性基础理论问题,开展此项研究不仅具有科学理论上的价值,更具有很大的应用价值,它对推进泥石流的预测预报理论与技术,具有特别重要的意义。 本文在掌握国内外研究动态的基础上,对滑坡转化泥石流起动基础理论进行了分析,开展滑坡转化泥石流起动机理的试验研究,选择泥石流形成的典型土体——宽级配砾石土为研究对象,以泥石流典型流域——云南蒋家沟为例,通过野外原型观测、人工降雨试验(包括野外泥石流源地与堆积地的人工降雨试验,和室内人工降雨模拟试验)和室内特体特征参数试验,监测了宽级配砾石土滑坡起动为泥石流过程中土体特征参数的实时变化及在对土体破坏过程的响应,初步探索了宽级配砾石土在暴雨作用下的滑坡转化泥石流起动机理。 在蒋家沟内的泥石流主要为暴雨泥石流,滑坡转化泥石流是泥石流形成的主要形式之一,而且宽级配砾石土是形成泥石流的典型的、主要的土体类别,本文主要针对形成暴雨泥石流的宽级配砾石土体进行。 通过分析,滑坡转化泥石流主要包括两个阶段,即形成准泥石流体的过程和准泥石流体起动过程,本文主要研究的过程是形成准泥石流的过程。准泥石流体的形成过程中,土体结构遭到破坏,也是滑坡土体破坏过程。 通过系列试验研究,取得的主要成果有: (1).在蒋家沟内的土力类泥石流起动可以分为3种类型,即强降雨下薄层土体破坏起动在坡面上形成泥石流、持续中等强度厚层土体破坏起动形成泥石流和中小强度降雨下大块土体滑动进入沟道逐渐转化成泥石流。针对这三种类型,提出土力类泥石流起动存在两种力学机理,即强降雨作用下的振动软化或液化机理、中小强度降雨作用下的局部软化或液化机理。通过分析,这两类机理的表达方程相似,差别在于产生孔隙水压力的方式不同。 (2).对于宽级配砾石土体,由于渗透的作用,不同深度的土体渗透性存在差别,降雨渗透导致土体中细颗粒沿渗流路径重新分布,即水进入部位出