國(guó)內(nèi)外幾乎所有的高速遠(yuǎn)程滑坡皆呈現(xiàn)流體化的運(yùn)動(dòng)特征。這些滑坡的滑體都毫不例外的從有一定結(jié)構(gòu)的巖體轉(zhuǎn)化為流體化的濕碎屑流或干碎屑流。本項(xiàng)目將以1991年發(fā)生的云南頭寨溝滑坡為原型，研究高速滑體碰撞沖擊碎屑化和碎屑體之間相互碰撞進(jìn)一步破碎的動(dòng)力學(xué)機(jī)理；研究干碎屑流運(yùn)動(dòng)過程中不同粒徑碎屑顆粒的起動(dòng)速度，計(jì)算碎屑體運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣動(dòng)力；應(yīng)用二相流理論研究高速遠(yuǎn)程滑坡碎屑流運(yùn)動(dòng)特征和運(yùn)動(dòng)機(jī)理，建立適合高速遠(yuǎn)程滑坡干碎屑流的流動(dòng)模型；采用顆粒流程序(PFC2D)研究高速遠(yuǎn)程滑坡碎屑流的運(yùn)動(dòng)過程和不同時(shí)刻碎屑物的堆積特征，分析滑坡遠(yuǎn)程碎屑流運(yùn)動(dòng)速度和動(dòng)能隨時(shí)間的變化規(guī)律。本項(xiàng)目成果豐富了高速遠(yuǎn)程滑坡流體動(dòng)力學(xué)理論的內(nèi)涵，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，對(duì)防災(zāi)減災(zāi)有重要意義。

本項(xiàng)目研究高速遠(yuǎn)程滑坡-碎屑流的裹氣流態(tài)化減阻機(jī)理。首先，通過流化床試驗(yàn)和流變?cè)囼?yàn)，測(cè)定碎屑流在不同氣-固比下的流變特性參數(shù)；然后，據(jù)所得流變參數(shù)，通過所選取的三個(gè)典型實(shí)例的三維相似模型試驗(yàn)，研究高速滑坡-碎屑流沿不同斜坡運(yùn)動(dòng)路徑上的平面運(yùn)動(dòng)形態(tài)、速度分布情況、滑床鏟刮特征及碎屑堆積結(jié)構(gòu)等運(yùn)動(dòng)學(xué)特性參數(shù)；再基于顆粒流技術(shù)PFC-3D方法的基本理論和物理模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立碎屑流運(yùn)動(dòng)過程的數(shù)值模擬方法，最大程度的實(shí)現(xiàn)對(duì)碎屑流運(yùn)動(dòng)機(jī)理的精細(xì)模擬，并將所得結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，揭示碎屑流遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)的流動(dòng)規(guī)律和動(dòng)力學(xué)特征，建立高速遠(yuǎn)程滑坡-碎屑流流態(tài)化不同運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)距離、覆蓋面積的計(jì)算公式。其研究成果對(duì)于揭示高速遠(yuǎn)程滑坡-碎屑流運(yùn)動(dòng)規(guī)律及機(jī)理，防災(zāi)減災(zāi)，具有重要的科學(xué)理論價(jià)值及工程應(yīng)用前景。

高速遠(yuǎn)程滑坡運(yùn)動(dòng)過程中常表現(xiàn)出超常的高速度和異常高的流動(dòng)性，是自然界中具有極端破壞力的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象之一。在其運(yùn)動(dòng)過程中，由于有適宜的地形條件（如溝谷圈閉地形），或特殊運(yùn)動(dòng)過程的存在（如高剪切熱能產(chǎn)生水蒸氣），高速運(yùn)動(dòng)的滑體內(nèi)部極易形成圈閉氣流，產(chǎn)生浮力作用，形成氣、固二相流。為探索滑體運(yùn)動(dòng)過程中強(qiáng)烈的氣體摻入對(duì)其高速運(yùn)動(dòng)特征的影響，本項(xiàng)目以研究高速遠(yuǎn)程滑坡“裹氣流態(tài)化”減阻機(jī)理為目標(biāo)，選取汶川地震過程中所發(fā)生的若干典型高速滑坡實(shí)例為研究對(duì)象，開展研究。首先，自行設(shè)計(jì)流化床實(shí)驗(yàn)裝置、圓環(huán)式旋轉(zhuǎn)剪切實(shí)驗(yàn)裝置和三維物理模型實(shí)驗(yàn)裝置，開展一系列實(shí)驗(yàn)研究，探討了裹入氣流對(duì)滑體運(yùn)動(dòng)特性的影響；其次，借助FLUENT軟件，對(duì)滑體高速運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的超前沖擊氣浪進(jìn)行了模擬分析，并基于數(shù)值模擬結(jié)果，借助LS-DYNA軟件，對(duì)超前沖擊氣浪作用下，建筑物的破壞特征進(jìn)行了全過程模擬。通過上述研究，主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）滑體內(nèi)部氣流的裹入，可明顯降低滑體的動(dòng)態(tài)抗剪強(qiáng)度，起到減阻作用；由于滑坡碎屑顆粒的高度不規(guī)則性，其間易形成“架橋”現(xiàn)象，氣流不易擴(kuò)散，當(dāng)滑體內(nèi)裹入氣流足夠多時(shí)，將會(huì)在其下方形成高壓氣墊層，產(chǎn)生空氣擎托現(xiàn)象；沿三維復(fù)雜地形條件下，隨著滑體內(nèi)部氣體裹入量的增加，可見滑體運(yùn)動(dòng)距離增加的現(xiàn)象。由此可見：高速遠(yuǎn)程滑坡運(yùn)動(dòng)過程中氣流的裹入可在一定程度上促進(jìn)滑坡的高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)。（2）三維物理模型實(shí)驗(yàn)研究亦發(fā)現(xiàn)：滑體在運(yùn)動(dòng)過程中具有明顯的流體運(yùn)動(dòng)特性?；w在高速運(yùn)動(dòng)過程中，溝谷岸坡地形約束條件下所引起的碎屑流“分流-匯流”運(yùn)動(dòng)過程，可導(dǎo)致滑體表面縱向“溝-脊”相間流態(tài)化堆積地貌的形成；而碎屑顆粒的無側(cè)限跳躍式擴(kuò)離運(yùn)動(dòng)，則可在運(yùn)動(dòng)路徑上形成共軛“X”型堆積形態(tài)。（3）在滑體的高速運(yùn)動(dòng)過程中，其前方可產(chǎn)生破壞性超前沖擊氣浪。研究發(fā)現(xiàn)：在牛圈溝滑坡和王家?guī)r滑坡的高速運(yùn)動(dòng)過程中，其前方超前沖擊氣浪壓強(qiáng)峰值分別高達(dá)657 Pa和600 Pa，相當(dāng)于11級(jí)暴風(fēng)的強(qiáng)度；在謝家店子滑坡的高速運(yùn)動(dòng)過程中，其前方超前氣浪的峰值壓強(qiáng)則高達(dá)385 Pa，相當(dāng)于10級(jí)暴風(fēng)的強(qiáng)度，均可對(duì)沿途障礙物造成毀滅性的破壞。此外，在滑體的高速運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)其前方一定范圍內(nèi)出現(xiàn)較為高大的障壁時(shí)，碎屑流前方來不及擴(kuò)散的高壓氣流將產(chǎn)生極為明顯的壓強(qiáng)梯度變化，增強(qiáng)氣浪的破壞能力。該研究成果對(duì)于揭示高速遠(yuǎn)程滑坡運(yùn)動(dòng)規(guī)律及機(jī)理具有

高速遠(yuǎn)程滑坡沖擊化碎屑流拋擲軌跡及速度的研究、沖擊化碎屑流拋擲飛行阻力及定向拋距計(jì)算的研究；高速滑體沖擊液化機(jī)理、動(dòng)量沖擊散體流化起動(dòng)流速與起動(dòng)規(guī)律、高速振動(dòng)-羥幸夯踝杌淼氖笛檠芯坑肜礪鄯治觶桓咚倩魯捌瞬⒎卻笮⑺ゼ醣浠媛傘⒊寤髁?、铺O底饔們慷?、安全距罋枘实验研究与赖Z鄯治觥