本项目首先对目前国内外主要泥石流模型进行综合评述;选择以我国普遍存在的非均质粘性泥石流作为研究对象,根据粘性泥石流组成及容重等基本特性,应用最小能耗原理确定液相细颗粒和固相粗颗粒分界粒径,建立相应的分界颗粒模型;基于固液两相流和河流动力学理论,系统地研究非均质粘性泥石流固液两相流运动方程,并通过方程合理简化建立了以非均质泥石流两相流运动模型为主的非均质泥石流动力学模型,由此可求出非均质拈性泥石流两相流的流速和流量;并结合非均质泥石流两相流动特点和现场泥石流堆积特征的调查结果,进一步探讨了泥石流堆积过程及机理等,为系统建立独特的非均质泥石流动力学理论体系奠定基础;通过应用相关单位现有实验设施,实施26组泥石流现场模拟实验和25组泥石流概化实验,并采用这些实测资料对动力学模型参数进行率定和完善,并应用云南蒋家沟泥石流实测资料进行必要的验证,结果表明该模型可靠性较强,可以用于实际泥石流模拟计算。本项目的研究成果不仅丰富了环境流体力学的学科内容、对推动泥石流定量模拟研究具有重要的理论价值,而且为泥石流监测预报、制定防治规划提供科学依据。
英文主题词non-homogeneous;viscous debris flow;energy dissipation;two-phase movement;dynamical models.