蒋家沟泥石流表面流速公式试验研究

根据蒋家沟泥石流体的物理特征,建立泥石流运动力学方程,用因次分析法导出泥石流流速公式的无因次乘积表达式。通过蒋家沟泥石流流动试验,确定其无因次乘积数,得出蒋家沟泥石流表面流速公式为Uc=Vy Hc^(1/2)g^(1/2)/2.405 Vc Ic^(1/2),Uc为泥石流表面流速,Vy为泥石流中土体的损失容重,g为重力加速度,Yc为泥石流体容重,Ic为河床纵坡。模型试验和原型观测所测得的流速与按试验公式计算的流速对比,其误差分别为1.0—4.5％和1.0—14.5％。由此表明,试验得出的表面流速公式符合实际情况,反映了蒋家沟泥石流运动规律。

粘性泥石流阻力和运动方程验证分析

现有的粘性泥石流阻力运动方程可以大致归纳为三类：一类是将泥石流视为固液两相流，通过理论分析建立的泥石流阻力运动方程；二类是认为粘性泥石流符合宾汉姆流体阻力方程；三类是依据泥石流体具有基本符合库伦公式的剪切强度，将泥石流视为固体颗粒散体重力流，在理论分析基础上建立的阻力和运动方程。用粘性泥石流动力学实验数据对三类阻力运动方程进行了验证，结果表明第三类阻力和运动方程与实际接近。

粘性泥石流力学模型与运动方程及验证

粘性泥石流体具有粘聚力和内摩擦角,其剪切强度基本符合Coulomb公式.按颗粒散体流动模型推导出了粘性泥石流阻力方程与匀速运动方程.运动方程经实验和野外原型观测获得了验证,表明建立的运动方程与实际相符,是可信的.也可以阐明迄今尚未得到解释的、实际发生的某些粘性泥石流具有很高流速的机理.