坡面径流作用下泥石流形成机制研究
泥石流是山区特有的一种自然灾害，其分布十分广泛，据统计，全球190多个国家和地区中，有超过60多个国家和地区遭受过泥石流灾害，甚至产生灾难性破坏。本文以坡面松散土体为研究对象，考虑坡面径流的作用，运用水文学、流体力学、土壤水动力学、材料力学以及极限平衡理论等，从入渗锋形成与演绎、坡面径流入渗对土体物理力学特性的影响以及坡面径流作用下泥石流形成力学机理等方面出发，揭示了坡面径流作用下泥石流的形成机制，得到如下成果:
(1)基于Green-Ampt入渗模型，结合Philip入渗模型推导了坡面径流入渗作用下入渗锋深度的计算方法，并通过入渗模型试验验证了其合理性。
(2)以入渗试验土体为例，获取了入渗锋的演绎特征，即入渗锋深度随累积入渗量的增大而增大并且二者呈线性关系;随着入渗锋不断下移，相应的入渗率却在减小，二者为一个递减函数;入渗锋深度与√t呈线性关系。
(3)基于直剪试验，得到不同含水率和不同干密度的土体，其内摩擦角均随含水率的增大而降低，而粘结力均随含水率的增大呈抛物线变化;通过数值计算，分析了坡面径流入渗对坡体浸润线、孔隙水压力以及体积含水率的影响。据此，揭示了坡面径流入渗对土体物理力学特性的影响。
(4)利用材料力学推求了斜截面上的正应力和切应力，解释了坡面径流作用下土体的开裂机理;考虑径流剪切力、裂缝中水的静水压力和径流冲击力，运用极限平衡理论建立了坡面径流作用下边坡稳定性计算方法，并通过算例，得到边坡在天然条件下处于稳定状态，当有坡面径流作用时，稳定系数小于1，并且降幅达75％。
泥石流;入渗锋;形成机制;坡面径流;静水压力
重庆交通大学
硕士
岩土工程
陈洪凯;唐红梅
2013
中文
P642.23
77
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）