元谋干热河谷沟壁崩塌的力学机制与模拟试验

元谋河谷冲沟内砂土层和黏土层交替成层分布,为沟壁崩塌的发生创造了条件。在借鉴前人研究成果的基础上,运用模拟试验方法,对元谋干热河谷沟道水流侧蚀沟壁并引起沟壁崩塌的力学机制进行分析。结果表明:模拟试验中不同流量的水流切应力在1.71～8.55 Pa之间,远大于砂土起动的临界切应力(0.13 Pa);水流冲刷引起的沟壁砂土层的侧向后退距离公式为ΔBs=20.131CtΔt(τ-τc)e-1.3τc/γs+0.004 7;砂土层的侧向后退是引起沟壁悬挂土体失稳的主要因素;通过模拟试验得出砂土层的侧向冲刷距离为0.312 m时,悬挂土体发生旋转崩塌(Fsb=0.767<1),当悬挂土体出现5、10、15和20 cm的拉张裂缝时,加速了悬挂土体的失稳。