高浓度黏性泥石流堆积层理结构中筛积层和粗化层形成机理的研究

根据高浓度黏性泥石流的观测资料,应用不同类型黏性泥石流的流变特性和流体结构的分类指标-流核比,对高浓度黏性泥石流堆积中的混杂层、筛积层和粗化层理结构进行了成因差异分析。侧重分析了砾石质点在高浓度黏性泥石流蠕动流场中作向上垂直运动的魏森伯效应,并在表面富集形成了筛积层的成因,及其它与粗化层结构的区别。     

泥石流浆体中沙粒间动摩擦力表达式的研究

很多研究表明,泥浆体屈服应力是由两部分组成,即絮网结构的粘结力和沙粒间的摩擦力。本文从不同粒径的沙对泥浆体屈服服应力的影响入手,首次展示泥浆体中的动摩擦力表达式：τＢψ＝９０．７４ｄ＾１．２９５０ｅｘｐ「０．８４ｄ＾－０．２６５０ｌｎ（Ｃｖｆ－Ｃｖｏｓ」。并根据泥石流观测资料推导出泥石流体屈服应力与固体体积浓度１临界浓度和极限浓度的相关表达式。该成果可为固体物料水力输送提供参考。     

泥石流源地土体应力应变特性对降雨响应过程的分析——以蒋家沟泥石流为例

根据对蒋家沟泥石流源地的崩塌、滑坡、散流坡,在旱季与雨季不同时段,降雨入渗后的土壤含水状况观测,以及泉水季节性变化,详细分析了泥石流源地崩塌、滑坡、散流坡土体的应力应变特性对降雨的响应过程差异.在雨季滑坡临空面和滑坡体内的土体含水量分别为6.67%、4.8%,滑坡活动主要是通过前缘剪出口崩塌方式补给下方沟床.崩塌体由于土体结构极为松散,在雨季该土体含水量通常高达8.85%～16%,使其土体的抗剪强度(C、φ)处于极限应力状态,一旦遇到降雨浸润和冲刷,迅速触变液化,转化为高浓度泥石流的侵蚀产沙过程.     

长江上游蒋家沟泥石流输沙年际变化与降水旋回特征关系

根据小不流域1956～2002年的降水资料,运用Mann-Kendall(M-K)非参数检验法和自相关函数,发现1990代降水旱现显著增加的趋势,其降水年均值比前期年均值增加96.5 mm(16.2%).并结合37 a气候变化下的蒋家沟高频率暴雨泥石流输沙最时序观测资料,分析了降雨变化与泥石流输沙量的关系,结果显示1990年代泥石流输沙量有显著增加的趋势,1990年代的年均输沙量比前期(1965～1989年)的年均输沙量多91×104m3/a.反映了暴雨泥石流输沙年际变率对降水年际变化的回应关系.本文已经初步揭示暴雨泥石流灾害活动年际变化的基本规律,并且为未来暴雨泥石流中、短期时间尺度的预测研究提供一条新路.     

粘性泥石流体应力过冲特征与阵性流形成机理初探

本文应用最新研制的大型平板旋转式泥石流流变仪,对粘性泥石流体的应力应变特性进行测定,发现含有砾石的粘性泥石流体启动时具有明显的应力过冲现象.这种应力过冲特征(Ty3＞Ty2)是与粘性介质阻力形成初期的剪切稀化和高浓度粗细颗粒组合形成的挤压内摩擦力共同组成的泥石流体应力滞后特征(抗剪强度)有关.根据这种应力过冲特征,通过剪切面上粘性泥石流体启动高度的推导,以及粘性泥石流体准静摩擦角,正压力,动摩擦系数的测定和演算,对比其粘性泥石流体阵性流计算值和观察值,基本相似,平均相对误差为-5.43×10-3.该项研究为进一步进行粘性泥石流体的模糊研究奠定了基础.     

不同权重的前期和始发日降雨量与泥石流产沙规模的分析——特大型泥石流灾害发生的思考

通过对特大型泥石流灾害发生的思考,详细分析了蒋家沟1995—1997年43场泥石流暴发的不同权重的前期和始发日降雨量与泥石流产沙规模的关系。分析结果表明：泥石流的产沙规模与不同权重降雨的入渗范围、深度的土体极限应力状态（C、Ф、P,）有关。根据不同权重的前期和始发日降雨量与泥石流产沙规模的关系,可以将泥石流分为：土力型（A）和迳流型（B）两大类型。土力型（A）泥石流有24场占总样本的55．81％,而其产沙量却占样本总产沙量的85％。迳流型（B）泥石流有19场占总样本的44．19％,但该类泥石流的产沙量只占样本总产沙量的15％。     

粘性泥石流体的应力应变特性和流速参数的确定

文章从粘性泥石流体的组成，应力应变特性和减阻作用的观测试验入手，揭示了粘性泥石流体运动的阻力特性，探讨了粘性泥石流流速公式中的曼宁糙率系数的表征。粘性泥石流体运动的阻力特性主要与沟槽特征以及泥深和粘附层流变特性有关。根据高、低不同阻力的粘性泥石流浆体的泥砂比，浆体介质的流变参数（ηp、τBf）和体积浓度（Cvf)，可获得不同阻力介质状态下统一的阻力糙率系数与它们的相关式，以此来确定曼宁糙率系数。