粗细混合颗粒流冲击特性试验研究

摘要

崩塌滑坡启动后在坡面加速运动形成高速颗粒流，对影响范围内的人员与构筑物造成冲击损伤，是山区常见的灾害类型之一。崩滑颗粒流对结构的冲击过程包含颗粒的直接撞击以及死区形成之后的间接冲击，颗粒的粒径是影响冲击力的主要因素。为更深入了解颗粒流冲击作用机制，把崩滑颗粒流简化为粗细双粒径混合颗粒材料，采用碎石和砂土进行配比，制作不同粗细颗粒含量的混合材料，利用斜槽试验研究其运动堆积特性和冲击作用。试验发现粗颗粒材料具有更强的运动性，同时对结构造成的冲击力也大，粗颗粒对结构的直接撞击可产生数倍稳态冲击力的脉冲力。理论模型对颗粒流冲击力的计算结果与稳态阶段时的试验值接近，但明显低于初始阶段的脉冲峰值，主要原因是理论模型没有考虑大颗粒的直接撞击作用。

关键词

颗粒流 / 崩滑灾害 / 冲击力 / 流体-结构相互作用