現(xiàn)階段針對天然碎屑流(granular mass flow)的流動性和沖擊行為研究主要集中于完全干燥的顆粒流(dry granular flow)和完全飽和的泥石流(debris flow)兩種類型,而實際上大量的天然碎屑流處于非飽和狀態(tài)。近期,成都山地所周公旦研究員、宋東日副研究員聯(lián)合香港科技大學和意大利研究理事會水文地質研究所圍繞非飽和碎屑流的流動特性和沖擊力學行為開展了系統(tǒng)性研究,取得了階段性進展。
該研究團隊開展含水量介于0%-30%之間的非飽和碎屑流的流動-沖擊水槽模型實驗,通過PIV粒子圖像測速技術追蹤分析顆粒沖擊和堆積過程。研究結果表明非飽和顆粒流形成的陣性流顯著地放大了阻擋流體的結構物的動態(tài)沖擊響應(圖1)。研究團隊進一步提出評價碎屑流非飽和效應的無量綱數(shù),分析非飽和效應對碎屑流動力特性的影響,結果表明對于黏粒含量較高的大規(guī)模碎屑流(深度~10m),非飽和效應的影響仍不可忽略(圖2)。研究結果對定量評價非飽和碎屑流的尺度效應及對工程設計具有明確的指導意義。
相關成果近期發(fā)表在國際知名期刊Landslides上。
原文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10346-017-0908-6
不同含水量(飽和度)條件下結構物的響應
隨尺度減?。?0m-0.1m)非飽和碎屑流基質吸力影響變化