基于PFC的冰碛土泥石流起动过程模拟研究

作者：樊圆圆; 宋玲^*; 孙雯

来源：干旱区资源与环境, 2021, 35(03): 140-146.

DOI：10.13448/j.cnki.jalre.2021.080

• 颗粒流
• 冰碛土泥石流
• 起动过程
• 临界含水率
• 结构控制

冰碛土作为无定向排列的碎石类土,颗粒变化范围很广,具有特殊的结构特征和物理力学特征,在冰川融雪和暴雨激发下易形成泥石流。本次模拟试验通过PFC2D进行直剪试验模拟标定细观参数,再通过PFC3D,对变化含水率下冰碛土物源泥石流起动进行数值模拟。结果表明:离散元法能够很好地模拟冰碛土泥石流的起动、运动过程,能清晰的观察出不同含水率下各时刻的坡面状态;通过监测坡体不同位置的应力变化,得到冰碛土的坡面稳定和坡面破坏的临界含水率(10%),当含水量超过临界含水率,土体强度骤减,土坡逐渐失稳破坏;冰碛土在起动形成泥石流时,在坡顶、坡中和坡脚三个截面的土体结构控制分别为:提供咬合力的粗颗粒主控、粗细颗粒共同控制、提供黏聚力的细颗粒主控。离散元法具有良好的观测手段,对研究泥石流起动机理提供有力的依据。

• 单位
  建筑工程学院; 石河子大学