沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响

作者：吕立群; 王兆印; 崔鹏; 徐梦珍

来源：水科学进展, 2018, 29(02): 213-220.

DOI：10.14042/j.cnki.32.1309.2018.02.008

• 侧蚀
• 底蚀
• 有效应力
• 阻力
• 附加坡降
• 孔隙水压力

泥石流作为非牛顿体,屈服应力大,运动过程通常不稳定。前人建立了许多模型来研究沟床揭底和堰塞体溃决对泥石流不稳定动力过程的影响,沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响研究较少。通过侧蚀为主的模型和完全底蚀的模型两种水槽实验的对比,针对泥石流的动力过程展开研究。实验发现两种工况条件下泥石流正应力和孔隙水压力随着龙头高度沿程波动性的增长而相应地波动性增大,但侧蚀作用使得这种波动特征更加明显。通过力学分析,证明侧蚀作用导致泥石流龙头的阻力更大,但是龙身颗粒和龙头颗粒的速度差更大,使得龙头附加坡降更大,因此,侧蚀作用使得泥石流龙头的平均速度更快。泥石流龙头浓度和容重的不断增大,使得阻力不断增大,阻力和动力的动态平衡关系是泥石流不稳定运动的原因之一。

• 单位
  水沙科学与水利水电工程国家重点实验室; 清华大学; 中国科学院