一维粘性泥石流运动的格子Boltzmann模拟

利用格子Boltzmann方法,对一维粘性泥石流的运动进行了定量化研究和数值模拟,为进一步研究泥石流的运动机制奠定了基础。在模拟一维粘性泥石流运动时,采用了含外力项的格子Boltzmann模型,通过对外力因子、平衡态分布函数的构造,使得宏观统计特性刻画了泥石流运动的非线性特征,成功模拟了泥石流的运动过程,获得了泥石流水深、流速两大要素的时空变化规律,为研究泥石流运动过程提供了一种新手段。     

格子Boltzmann方法及其在泥石流堆积研究中的应用

以格子Boltzmann方法为平台,结合泥石流流团模型的特点,建立了特殊的格子Boltzmann模型。该模型从平衡态分布函数和非平衡态分布函数两个层次精细刻画了泥石流运动的非线性特征及其复杂的流变关系,成功模拟了泥石流的堆积过程,研究了地面形态与泥石流堆积形态之间的关系。     

泥石流入汇对河流河床演变的影响

通过对现有文献资料的总结，探讨了泥石流入汇后随主河水流运动的几种可能形态和运动特点，分析了主河河床的演变情况，并提出按主支流水沙相互作用的大小，将主河河床演变分为弯曲、摆动和急流－深潭3种类型；对不同类型河流河床演变进行了分析，为进行泥石流入汇对主河水流运动与河床演变影响的研究奠定了基础。     

泥石流堵河影响因素研究——以岷江上游为例

以岷江上游为研究区,选取堵河型泥石流沟4条、堵塞型和不堵河型泥石流沟各2条,在详细分析和比较8条典型泥石流的流域特征、一次有代表性的泥石流过程的泥石流流体特征及沟口处主河特征的基础上,结合专家问卷调查,得出了与泥石流堵河关系较为密切的因素,它们是:泥石流规模、堆积区主河宽度、泥石流沟床比降、泥石流流量、入汇处主河流量、泥石流颗粒级配、入汇处主河比降、泥石流粘度、重度、泥石流沟与主河夹角、泥石流暴发频率等。     

国外泥石流机理模型综述

综述了国外与机理有关的几个主要泥石流运动模型。建议近期泥石流运动机理研究宜着重厘定各类模型的适用范围和比较它们的应用结果，并进一步简化现有的机理模型，为泥石流防治工程提供具有一定理论基础和科学依据的流速、流量和冲击力等关键设计参数。与泥石流机理密切相关的预测预报，宜着重于泥石流的中长期预测和预警报，重点突破泥石流规模和发生频率相互关系的问题。     

天山阿拉沟泥石流运动机理分析

本文论述了天山阿拉沟地区泥石流运动的时空分布规律，分析了泥石流形成的沟谷环境特征，讨论了降雨对泥石流起动的激发作用。探讨了泥石流的运动机理，推导了泥石流起动的地表临界倾角范围，并从泥石流运动的物理机制上探讨了泥石流悬浮质的运动规律以及推移质的挟沙力关系。在此基础上，从力学的角度深入讨论了泥石流的运动速度及运动阻力，对其物理性态进行了机理性模拟，为泥石流的预测与防治提供科学的理论基础     

泥石流堆积扇危险度分区评价的数值模拟研究

本文应用泥石流非恒定流数学模型对泥石流平面运动进行了数值模拟，提出了泥石流堆积扇危险度评价的理论和方法。实例验证表明该法计算简便，稳健可靠，是评价泥石流堆积扇危险度的一种新途径。     

中低山冲沟型泥石流运动参数及过程模拟

降雨诱发中低山冲沟型泥石流的运动速度、堆积厚度是泥石流防治的重要参数,以江西省修水县平石寺泥石流为研究对象,采用现场调查、流槽试验、Voellmy碎屑流运动理论和快速物质运动仿真平台(RAMMS3D)等方法对泥石流演化过程模拟。结果表明,泥石流的最大的泥石流运动速度、堆积厚度分别是5.69m/s、12.63 m,各关键位置运动速度、堆积厚度与泥石流现场调查结果相近;现场调查和流槽试验为数值模拟提供地形地貌、干摩擦系数和黏滞系数等关键参数,RAMMS3D数值模拟能够准确地模拟泥石流的运动变形过程,确定泥石流的影响区域。     

泥石流入汇的危险性判别指标

通过对比单沟和区域泥石流危险性的评估方法 ,提出了利用影响度、危险度和危害度 3项指标判别汇流区泥石流入汇危险性的设想 ,分析了泥石流入汇可能引起堵江的影响因子。作为尝试 ,给出了判别指标的计算公式 ,经实例验证具有较好的实用性 ,可作为规划设计的技术依据。     

泥石流最大爬高计算的试验研究

泥石流在运动过程中如遇到障碍物会产生爬高是泥石流运动的显著特征,泥石流最大爬高计算是泥石流防护工程设计的重要参数之一。为了探究泥石流最大爬高的计算公式,分析了原有理论公式的不足,使用泥石流表面流速对最大爬高计算公式进行了新的理论推导,并通过室内模拟试验对新推导的公式进行了验证,同时结合试验结果和野外观测资料对新公式的适用性进行了讨论。试验证实,通过能量法采用泥石流表面流速推导得到的泥石流爬高计算公式较为合理,计算结果与室内试验实际测量结果较吻合,对泥石流防治工程设计参数的选取具有重要意义,可用于指导泥石流工程的防治。     

山区城镇泥石流减灾决策支持系统

山区城镇泥石流减灾决策支持系统是山区城镇泥石流减灾的重要手段之一。该系统由基础数据库、泥石流模型分析和泥石流减灾决策应用三大模块构成 ,其主要功能有降水、泥石流地声和运动监测及信息实时发送和接收、泥石流预报、泥石流危险范围预测与灾情预估、泥石流警报和临灾预案制定。其工作流程为 :降水监测仪将降水信息无线发送到控制中心主机 ,主机对降水信息处理后发送给泥石流预报模型进行泥石流预报 ,并利用泥石流危险性分区模型进行危险范围预测 ,同时进行灾情预估 ;泥石流地声监测仪将地声信号发送给主机 ,主机检测到泥石流地声后发出泥石流警报 ;泥石流运动监测仪将运动信息发送给主机 ,主机根据泥石流运动要素进行危险范围划定和灾情预估 ,最后制定临灾预案。     

西藏古乡沟泥石流模型试验研究

通过模型试验，研究不同类型（粘性、稀性、水石流）和不同规模（Ｐ＝２％、４％）的泥石流在古乡沟堆积扇上的运动和冲淤规律，同时进行防治工程模型试验研究，结合野外调查和资料对比，选择合理的防治工程方案，为工程设计提供可靠的依据和数据。本文结论对川藏公路与古乡沟类似灾害的整治有一定的参考价值     

泥石流突变模型

本文在崔鹏的泥石流实验工作的基础上，用柘扑变换的方法建立了一个泥石流突变模型；并分析了泥石流的突变条件和机制；从理论上指出了防治泥石流发生和减轻泥石流灾害的措施，这在设计防治泥石流工程上将具有指导意义。     

四川德昌县凉峰沟泥石流灾害特征及防治对策

论述了四川德昌县凉峰沟泥石流形成条件、触发因素和泥石流灾害特征.对泥石流危险度进行了定量评价,并提出了相应的泥石流防治对策.     

汶川县映秀镇红椿沟特大型泥石流形成机制及堵江机理研究

2010年8月14日,汶川县映秀镇红椿沟因连日强降雨,发生灾害性特大泥石流,完全中断都汶公路的交通,并冲入岷江形成堰塞体,致使河水改道,冲进映秀新区使数十幢房屋成为孤岛,严重危胁到灾后重建的胜利成果。研究红椿沟泥石流的基本特征、变形破坏机制、类型规模及防治对策,对防治高地震烈度泥石流灾害、确保灾后重建成果具有重要意义。以红椿沟特大型泥石流为例,在研究地质灾害形成的地质背景及条件、基本特征的基础上,分析了泥石流的形成机理及断路堵江的具体原因,预测了泥石流发展的趋势,对重要物源点进行了稳定性分析,提出了红椿沟泥石流的形成及堵江除丰富的震后松散物源、强降雨外,还与其独特的地形地貌密切相关。研究表明,红椿沟特大泥石流是从其上游甘溪铺支沟开始启动、汇集溃决,随后带动主沟物源冲入岷江,与岷江上游烧房沟泥石流冲入江中物质在江中汇集,形成堵江。红椿沟内物源丰富,必须加强防治,防止泥石流的再次危害。     

泥石流阵性流和触变唯象模型的探讨

泥石流体的触变性可以较好地展示泥石流的阵性流和冲淤变化机理，泥石流触变滞后环（下降段）具有促进泥石流阵性流产生的作用。本文首次用实验方法探讨了泥石流浆体的触变唯象模型η＝η∞／ｔｃγ＋η∞。该触变模型展示了定态粘度（η）、剪切速率（γ）和滞后环模型参数关系，并与试验结果相吻合。它为泥石流防治提供了确切参数。