基于有效造浪体积的碎屑流运动-造浪机制研究

寇华垚; 黄波林; 张鹏; 张杰; 李秋旺; 董星辰; 罗方洋

doi:10.16285/j.rsm.2025.0403

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基于有效造浪体积的碎屑流运动-造浪机制研究

更新时间：2026-07-06

- 基于有效造浪体积的碎屑流运动-造浪机制研究
- Vol. 47, Issue 5, Pages: 1659-1671+1685(2026)
- 作者机构：
  
  1. 湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站
  2. 三峡大学土木与建筑学院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16285/j.rsm.2025.0403
  CLC： P642.2
- Published：2026
- 稿件说明：
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寇华垚, 黄波林, 张鹏, et al. 基于有效造浪体积的碎屑流运动-造浪机制研究[J]. 2026, 47(5): 1659-1671+1685.
DOI：

寇华垚, 黄波林, 张鹏, et al. 基于有效造浪体积的碎屑流运动-造浪机制研究[J]. 2026, 47(5): 1659-1671+1685. DOI： 10.16285/j.rsm.2025.0403.

摘要

碎屑流持续冲击水体过程中，仅部分碎屑流颗粒主导最大涌浪波幅形成，准确估算该部分碎屑流颗粒体积，对防灾控灾有重大科学、工程价值。采用二维物理模型开展碎屑流-造浪物理模拟试验，通过改变碎屑流斜坡坡度、运动路径坡度、下部水体水深、碎屑流启动高程、碎屑流体积、碎屑流粒径等因素，研究多因素条件下的碎屑流-造浪作用机制，并推导出基于有效造浪体积的首浪最大波幅预测公式。研究结果表明：（1）碎屑流-造浪过程中，在碎屑流入水引发的涌浪远离碎屑流所影响水体范围前，进入水体的那部分碎屑流体积是有效造浪体积，是决定碎屑流-造浪过程中首浪波幅的大小的首要因素。（2）试验表明，碎屑流运动性显著影响有效造浪体积占比。当斜坡坡度为中高倾角且不小于运动路径坡度时，碎屑流运动性较高，有效造浪体积占比达50%～100%；而当斜坡坡度为低倾角且小于运动路径坡度时，碎屑流运动性较低，有效造浪体积占比仅为20%～38%。由于有效造浪体积占比的差异，总碎屑流体积较大但有效占比低的工况，其首浪最大波幅反而低于总体积较小但有效占比高的工况。（3）提出适用性表征参数k，当k值在0.10～2.59范围内时，推导的有效造浪体积计算公式和波幅预测公式具有较好的适用性。研究结果可为碎屑流-造浪地质灾害链的成灾机制及其防护工程设计提供理论依据。

Abstract

关键词

Keywords

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