2019年巖土工程師答疑:泥石流的基本特征?

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問題：

泥石流的基本特征?

答疑：

(1)泥石流的密度：泥石流中含有大量固體物質(zhì)，所以它的密度較大，達(dá)1.2-2.4t/m3。泥石流密度的大小，取決于水體和固體物質(zhì)含量的相對(duì)比例以及固體物質(zhì)中細(xì)顆粒成分的多少。溝谷縱坡降的大小也與泥石流密度有一定關(guān)系。因?yàn)闇瞎瓤v坡降愈大，沖刷力愈強(qiáng)，可促使更多的固體物質(zhì)加入。泥石流有較大的密度，所以它的浮托力大，搬運(yùn)能力很強(qiáng)。

(2)泥石流的結(jié)構(gòu)：泥石流體最主要的結(jié)構(gòu)，是由石塊、砂粒和泥漿體所共同組成的格架結(jié)構(gòu)。石塊在漿體中可有懸浮、支承和沉底三種狀態(tài)。并隨著石塊含量的增加和粒徑的變化，還可分為星懸型、支承型、疊置型和鑲嵌型等四種類型。它們的沖擊強(qiáng)度依次增加，尤其是鑲嵌型格架結(jié)構(gòu)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)整體性強(qiáng)，石塊間不會(huì)發(fā)生猛烈的撞擊，普遍發(fā)生力的傳遞，所以它的沖擊力最大，危害最為嚴(yán)重。

(3)泥石流的形態(tài)：泥石流的流態(tài)主要受水體量與固體物質(zhì)的比值以及固體物質(zhì)的粒徑級(jí)配所制約。泥石流體大多屬似賓漢體(泥漿體系賓漢體)，所以流動(dòng)理論多以賓漢體流變方程為基礎(chǔ);當(dāng)泥石流體中固體物質(zhì)較少，且以粗大的砂礫為主時(shí)，則與牛頓體紊流流變方程類同;當(dāng)粘性泥石流流速較小、流速梯度也較小、流體中的石塊移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢時(shí)，其流態(tài)為蠕動(dòng)流。蠕動(dòng)流是一種似層流，流線大致平行。

(4)泥石流的直進(jìn)性：由于泥石流體攜帶了大量固體物質(zhì)，在流途上遇溝谷轉(zhuǎn)彎處或障礙物時(shí)，受阻而將部分物質(zhì)推積下來，使溝床迅速抬高，產(chǎn)生彎道超高或沖起爬高，猛烈沖擊而越過溝岸或摧毀障礙 物，甚至截彎取直，沖出新道而向下游奔泄。這就是泥石流的直進(jìn)性。一般的情況是，流體愈粘稠，直進(jìn)性愈強(qiáng)，因此沖擊力也愈大。

(5)泥石流的脈動(dòng)性：由于泥石流具有賓漢體的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)的阻塞特性，故流動(dòng)不均勻，往往形成陣流。這就是泥石流的脈動(dòng)性。脈動(dòng)性是泥石流運(yùn)動(dòng)過程區(qū)別于洪水流過程的又 一特性。一般的洪流過程線是單峰型漲落曲線，泥石流過程線如圖所示為似正弦曲線，幾乎以相等的時(shí)間間隔一陣一陣地流動(dòng)。有時(shí)一場(chǎng)泥石流出現(xiàn)幾十陣至上百陣，陣的前峰表現(xiàn)為高大的泥石流龍頭，高達(dá)幾米至幾十米，沖擊力極大。

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