摘要：水源对物源物理、力学特征作用是泥石流起动的内在作用,为研究该作用并阐述泥石流的起动机制,研制十字板改进的剪切流变仪作为主要仪器,以含水量作为水源条件的参数,以剪应力和应变关系作为物源条件研究对象,试验材料选用受含水量影响最显著的细颗粒土(d≤1 mm)开展间歇性人工降雨试验,使试验材料处于5级不同含水量水平,并分别开展加、卸载试验。试验表明,起动前试样在低含水量水平和试验加载条件下,其应变逐渐收敛于稳定值,该值随含水量增加而增大,当含水量达到一定水平(本试验为28.8%,称为起动水平)时,在试验加载条件下其应变不收敛,最终进入运动状态即起动;该结果表明泥石流起动具有流变变形特征,该特征可用本文提出的改进Bingham体模型表达,将试验数据代入模型方程可以确定模型参数。5级含水量条件下试验结果表明该模型参数是含水量的函数,随着含水量增加呈衰减趋势,表明含水量增加导致物源强度降低,最终导致作用于物源上原有力系平衡的失效,进而产生泥石流的起动。采用模型计算所得的卸载应变过程曲线与计算曲线具有较好一致性,表明该模型具有良好的适用性,可用于阐述泥石流的起动机制。

关键词：工程地质 泥石流 剪切流变仪 应变 改进bingham体模型 

单位：清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室 四川铁能电力开发有限公司