泥石流模拟实验课程报告模板

泥石流模拟实验
实验报告
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
日期：
目录
一.泥石流模拟研究现状、目的意义 (1)
1.1研究现状 (1)
1.2研究目的 (2)
1.3研究意义 (2)
二.试验准备 (3)
2.1试验方案 (3)
2.1.1试验设备 (3)
2.1.2坡度选取 (3)
2.1.2人员分工 (4)
2.2试验材料制备 (4)
2.2.1最大粒径 (4)
2.2.2颗粒级配 (5)
三.试验过程及现象描述 (5)
3.1试验过程 (5)
3.2 启动流量 (5)
3.3试验现象 (6)
四. 试验数据整理与结果分析 (6)
4.1数据整理 (6)
4.2试验结果分析 (7)
五.试验认识和心得 (8)
参考文献.................................................................................................... 错误!未定义书签。

一.泥石流模拟研究现状、目的意义
1.1研究现状
泥石流（Debris Flow）是在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，由于暴雨
或其他自然灾害引发的携带有大量泥沙以及石块等固体物质的特殊洪流。

泥石流是一种具有突发性和灾害性的地质现象，具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。

目前，国内外对泥石流的启动机理和运动规律有了一定程度的科学认识，但对泥石流的定义、启动条件、运动速度随时间和空间变化等问题，仍处在探
索阶段，尚未取得共识。

由于泥石流启动机制的复杂性以及启动因素的多样性，对泥石流启动的研究，一直是国内外学者关注的热点问题之一。

1.2研究目的
（1）掌握泥石流模型试验基本流程、特征参数观测方法和数据分析方法；
（2）了解不同沟床坡度、物源颗粒级配对泥石流形成的影响，观测土体孔隙水压力、泥石流流量、水位、容重等特征参数。

1.3研究意义
泥石流是一种地质灾害，具有强大的破坏力，可在很短的时间内摧毁设施、夺取人类的生命财产，研究它具有重要的社会意义
泥石流是一种特殊洪流，它对工程设计及环境的影响与洪水、滑坡不同，泥石流具有爆发突然、来势凶猛、历时短暂、破坏力强大、复发频繁等特点。

泥石流易防难治，研究它可指导人类的工程实践，具有巨大的建设意义。

泥石流是重大的地质灾害，危害大，损失严重，有效的防治泥石流，具有可观的经济意义。

二.试验准备
2.1试验方案
2.1.1试验设备
试验装备如图2-1所示，
图2-1 泥石流模拟试验设备
2.1.2坡度选取
根据实际的泥石流发生坡度及磊室内验所能满足条件，综合根据实际的泥石流发生坡度及磊室内验所能满足条件，综合坡度选取14°、17°、20°。

在实验当中由于砂石级配的影响，坡度较小时候泥在实验当中由于砂石级配的影响，坡度较小时候泥流未发生。

因此我们采用了保持原有砂石，进行增加坡度的措施，在坡度增加之后，泥石流顺利发生。

2.1.2人员分工
人员分工如表2-1所示，
表2-1组内成员分工
2.2试验材料制备
2.2.1最大粒径
试验松散堆积物主要采用粗细砂和石子两种材料均匀混合后进行实验。

由于实验装置中铺设松散堆积物厚度为11cm，考虑粒径过大会影响实验的准确性，因此实验中粗颗粒最大粒径小于铺设厚度的1/5，即最大粒径小于20mm。

表2-2各粒径含量
2.2.2颗粒级配
泥石流的颗粒径分布范围较广，属于典型的宽级配。

本试验选取粗级配进行试验。

级配曲线如图2-2所示。

图2-2级配曲线
三.试验过程及现象描述
3.1试验过程
泥石流模拟槽为一长方体，物源堆积区长1m，宽0.3cm，厚0.11m，表面与木板齐平，坡度与水槽底相同流只从堆积物上方过采取自然松散堆积方式均匀铺到沟道中，模拟天然状况。

首先按表2—2所示的粒径进行物源质配比，并将其铺成上述长宽高所示的粒径进行物源质配比，并将其铺成上述长宽高接着拉动吊葫芦上的铁链，调整泥石流模拟槽至预设的角度，再者缓慢打开水龙头对物源质提供泥石流发生所需要的动力条件，但水量增加到开始启动时记录下其流量，接着继续保持不变观察泥石发生的全过程并拍照，物源近乎完全被带走后，清理泥石流模拟槽，准备下一组试验。

3.2 起动流量
本次实验中，泥石流的起动量采用计时称算进行，计算结果见表3-1.。

3.3试验现象
在导流槽中发生的泥石流为沟床型的启动方式。

开始发生泥石流时仅有一些细沙滚动，随即发生大规模的砂石冲刷，砂石之中产生明显的沟槽，随着时间的加长，沟槽逐渐沿着两边扩展，最终两侧向中间部位扩展，形成全断面的泥石流冲刷。

我们组进行的是粗颗粒级配的的试验，由于材料中细粒土过于隔水，导致水不能进入，因此在加大沟槽坡度的情况下，才使泥石流得以发生。

四. 试验数据整理与结果分析
4.1数据整理
泥石流模拟实验共分为粗、中、细三种粒径进行，分三组，每组进行一种粒径的模拟，在每组试验的过程中进行三种不同角度的实验，总共获得九组试验数据。

试验小组试验的坡度与起动流量实验数据现同一收集整理如表4-1，各试验小组的颗粒级配见表4-2。

表4-1 起动流量
表4-2 各组颗粒级配
4.2试验结果分析
图4-1 启动流量与坡度关系
完成试验后，对实验数据进行处理，得到各级配条件下起动流量与坡度的关系图（图
4-1）。

在同一级配条件下，随着泥石流模拟槽角度的不断加大，起动所需要的流量值在不断的减小，采用线性拟合所得的曲线也显示出非常高的拟合度，说明在同一级配条件下起动流量与坡度的关系为线性关系；在同一坡度条件下，随着物源物质中细粒含量的增加，泥石流所需要的起动流量也在不断的降低。

由上图的线性拟合曲线的比例系数可知，在起动流量与坡度的关系中，坡度对于泥石流的发生更加敏感。

五.试验认识和心得
本次试验让我认识到了实践是检验真理标准的哲学道理，从泥石流模拟的过程中也认识到泥石流模拟试验是一种充满未知性和挑战性的试验。

泥石流的发生受到多种复杂因素同时影响，我们所能模拟的只是单一方面的因素，要做到泥石流的准确预测，就要做到各种因素考虑全面，并且要在泥石流可能发生的地方做好实时监测和检验仪器。

同时感谢在试验过程中全程指导我们的老师。