工程地质学报  2018, Vol. 26 Issue (6): 1593-1599   (2559 KB)    
Article Options
  • PDF (2559 KB)
  • Full Text HTML
  • Abstract
  • Figures
  • References
  • History
  • 收稿日期:2017-09-15
  • 收到修改稿日期:2017-12-08
  • 扩展功能
    把本文推荐给朋友
    加入引用管理器
    Email Alert
    文章反馈
    浏览反馈信息
    本文作者相关文章
    刘兴荣
    崔鹏
    王飞
    董耀刚

    引用本文  

    刘兴荣, 崔鹏, 王飞, 等. 2018. 不同粒径级配条件下工程弃渣泥石流启动机理研究[J]. 工程地质学报, 26(6): 1593-1599. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-436.
    LIU Xingrong, CUI Peng, WANG Fei, et al. 2018. Study on the threshold motion mechanism of engineering slag debris flow with different particle size grading conditions[J]. Journal of Engineering Geology, 26(6): 1593-1599. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-436.

    不同粒径级配条件下工程弃渣泥石流启动机理研究
    刘兴荣①②, 崔鹏, 王飞, 董耀刚    
    ① 甘肃省科学院, 地质自然灾害防治研究所 兰州 730000;
    ② 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 成都 610041
    摘要:通过开展室内水槽试验,利用孔隙水压力传感器记录工程弃渣泥石流形成过程中的孔隙水压力变化情况,并运用高清摄像机拍摄工程弃渣的运移及骨架颗粒的破坏现象。试验发现:在相同清水流量作用下,堆积渣体破坏方式主要受渣体中粒径为2 mm的砾粒含量影响较大,当粒径大于2 mm的砾粒含量大于50%时,渣体呈现出的破坏模式主要为冲刷破坏造成的顶面下切,孔隙水压力呈现出陡增的趋势,然后处于平缓;当粒径小于2 mm的砾粒含量均大于65%时(即粒径大于2 mm的砾粒含量小于50%),渣体呈现出的破坏模式主要为渗流作用造成的底面冲蚀,孔隙水压力呈现出弧线上升的特征。
    关键词清水流量    孔隙水压力    工程弃渣    破坏形式    
    STUDY ON THE THRESHOLD MOTION MECHANISM OF ENGINEERING SLAG DEBRIS FLOW WITH DIFFERENT PARTICLE SIZE GRADING CONDITIONS
    LIU Xingrong①②, CUI Peng, WANG Fei, DONG Yaogang    
    ① Geological Hazards Prevention Institute, Gansu Academy of Sciences, Lanzhou 730000;
    ② Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041
    Abstract: Clear water flow is one of the main conditions for debris flow to start. Different water flows can cause debris flow on different scales. Using the indoor flume model experiment, the pore water pressure was measured with piezometer tube at three cross-sections. High resolution camera technology was used to record the movement of engineering slag and the collapse of skeleton particles. The results are used to analyze the phenomenon of slag in the process of debris flow formation. Based on the analysis, the experiment was conducted with fixing the slope angle of flume device of 8 degree. The clear water flow discharge was of 0.083 and 0.409 L·s-1 respectively. The test results were used to analyze the effect of the flow state on soil particles failure and debris flow initiation under different clear water flow discharges. Under the action of the same clear water flow, the failure mode of the accumulated slag was mainly affected by the content of gravel particles. And the particle size of 2 mm in the slag had a greater influence on the content of gravel. When the particle size was larger than 2 mm and the content of gravel was greater than 50%, the failure mode of slag was mainly the undercut caused by erosion. The pore water pressure appeared increasing at beginning, and then stable. When the particle size was less than 2 mm and the content of gravel was greater than 65%, the failure mode of slag was mainly the bottom erosion caused by seepage. The pore water pressure was characterized by an arc-shaped rising with time.
    Key words: Clear water flow    Pore water pressure    Engineering slag    The failure mode of the accumulated slag    

    0 引言

    国内外专家学者们在泥石流启动方面做了大量研究(Iverson, 2001; Wang, 2001; 唐川, 2008; 高冰等, 2011; 许冲等, 2013; 周公旦等, 2013; 周键等, 2015; 张文等, 2017)。Takahashi基于水槽试验建立了泥石流运动方程(Bagnold, 1954); 崔鹏(1991)研究认为泥石流启动的主要因素是沟床坡度、水分状况和颗粒级配, 以此建立泥石流启动的临界公式; 杨顺等(2014)通过调整恒定流流量的渗流试验, 确定不同渗流流量对土体的渗透破坏现象, 以此分析研究恒定渗流作用下泥石流的启动过程; 刘菲等(2011)对工程弃渣型坡面泥石流的形成过程进行试验研究, 提出其形成过程共经历吸水强度降低-蠕滑-局部滑动-快速滑动-堆积5个阶段, 并分析了每个阶段的物理力学特性。由此可知, 有关泥石流启动已有很好的研究, 但主要针对同一种物源进行研究, 对不同粒径级配条件下的工程弃渣泥石流的启动几乎没有涉及。

    因此, 本文结合室内水槽试验, 通过安置于不同粒径级配条件下的工程弃渣体中的孔隙水压力传感器探头(型号kpsi735)记录工程弃渣泥石流形成过程中渣体孔隙水压力的变换情况; 同时利用2部高清摄像机拍摄下渣体颗粒的运移及骨架的破坏现象, 以此对水流冲刷和渗透破坏过程进行分析。

    试验土样采自于兰州市。兰州市沟道内工程弃渣主要以开挖边坡、隧道建设及沟床采砂等形成, 不同类型工程弃渣对应的代表性沟道主要有泥麻沙沟、大砂沟、烂泥沟和深沟。泥麻沙沟主要为挖山整地弃渣, 大砂沟土样主要为混合回填弃渣; 烂泥沟内主要为隧道弃渣; 深沟内主要为人工采砂形成的原沟床物质。

    1 试验方案设计
    1.1 试验装置

    本次工程弃渣泥石流试验是在中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所国家重点实验室完成, 试验装置主要是由试验槽、蓄水池、控制阀、沉砂池和数据采集系统5部分组成。试验数据采集选用兴宇科技的16通道数据采集仪系统(型号: XY-2006), 孔隙水压传感器分布见图 1

    图 1 工程弃渣泥石流试验装置图 Fig. 1 Engineering slag debris flow experimental facilities a.实物图; b.示意图

    试验采用控制阀定量控制流量作为泥石流启动中清水流量值(L·s-1), 以模拟地表径流冲蚀破坏弃渣堆的情况。本次试验选用2组流量值, 其小流量为0.083 L·s-1, 大流量为0.409 L·s-1。试验槽设计长度、宽度、高度依次为400 cm、30 cm和35 cm, 试验槽底部光滑, 糙率系数为0.01。

    为更贴近现实情况, 本设计也设有清水流通区、泥石流物源区和泥石流形成区。其中清水流通区长230 cm, 物源区长70 cm(土样厚10 cm), 泥石流形成区长100 cm。为减小边界效应对试验结果的影响和方便从侧面观察水土对工程弃渣的冲刷过程, 水槽两侧采用光滑玻璃(图 2)。

    图 2 试验槽参数 Fig. 2 Features parameters of test slot

    本次试验水槽设定为固定坡度(8°), 主要通过流量大小相差较大的2组水流模拟地表径流来冲刷渣体, 采集渣体启动过程中孔隙水压力变化、细颗粒运移及土体骨架变形破坏等情况。整个试验过程中, 在水槽正面和侧面各架设一台高清摄像机, 对试验现象进行实时记录。

    1.2 孔隙水压力传感器布置

    为了能精确地记录到不同位置渣体启动时孔隙水压力变化规律, 试验将K1、K2、K3的3个标号的孔隙水压力传感器布置在试验槽底部, 同时, 为了减少试验槽边玻璃板对传感器的影响, 将传感器依次等间距沿试验槽中心线布设, 相邻间距为17 cm, 进入土体深度相同, 孔隙水压力管布置见图 3

    图 3 孔隙水压力传感器布置示意图(单位: cm) Fig. 3 Layout of pore water piezometers(unit: cm)

    1.3 试验土体

    试验土体选取兰州市安宁区的泥麻沙沟(N)和深沟(S)及城关区的烂泥沟(L)和大砂沟(D)。颗粒粒径级配曲线如图 4所示。

    图 4 土体颗粒级配图 Fig. 4 Particle distribution curve

    试验前将粒径大于2 cm的颗粒剔除, 测得泥麻沙沟、烂泥沟、大砂沟和深沟试样土体密度为17. 6~18.5 kN·m-3, 孔隙度为0.34~0.45。根据式(1)(冯大阔等, 2009)计算渗透系数k依次为0.078 mm·s-1、7.625 mm·s-1、0.073 mm·s-1、0.060 mm·s-1

    $ k = 6.3C_u^{ - 3/8}d_{20}^2 $ (1)

    式中, Cu为不均匀系数; d20为占总土重20%时土粒粒径(mm)。

    图 4工程弃渣土体级配曲线知道:泥麻沙沟弃渣2 mm以上土粒累计达58.17%, 小于0.075 mm的土粒仅为2.04%, 其土试样分类为圆砾、角砾, 级配不良, 粗细颗粒分布不连续; 烂泥沟弃渣2 mm以上土粒累计达78.25%, 小于0.075 mm的土粒仅为1.76%, 其土试样分类为圆砾、角砾, 级配良, 粗细颗粒分布连续; 大砂沟弃渣2 mm以上土粒累计达32.23%, 小于0.075 mm的土粒仅为3.92%, 其土试样分类为砂, 级配不良, 粗细颗粒分布不连续; 深沟弃渣2 mm以上土粒累计达18.6%, 小于0.075 mm的土粒为7.8%, 其土试样分类为含细粒土砂, 其级配不良, 粗细颗粒分布不连续。试验土样颗粒代表值统计见表 1

    表 1 试验土样颗粒代表值统计表 Table 1 Representative values of soil samples

    2 试验结果分析

    不同粒径级配条件下的工程弃渣在不同流量下对泥石流启动影响的试验共进了行8组, 分别对应的流量为0.083 L·s-1和0.409 L·s-1

    在试验中流量保持恒定, 试验开始时打开水阀, 水流经过清水流通区至渣体形成启动泥石流的初始流速, 其中流量为0.083 L·s-1和0.409 L·s-1的水体在流至渣体处, 形成启动渣体的初始流速分别为: 1.53 m·s-1和2.23 m·s-1。待渣体启动, 多数被水流带走, 且剩余渣体骨架稳定, 不会再坍塌或崩滑, 经渣体后的水体为含沙水流时停止试验。

    2.1 流量为0.083 L·s-1条件下工程弃渣土体破坏试验现象

    在相同流量0.083 L·s-1条件下, 泥麻沙沟28 s时渣体变形, 烂泥沟68 s时渣体变形, 泥麻沙沟较烂泥沟初始形成泥石流早, 两条沟弃渣均是从下游滑塌破坏, 然后细颗粒随水流下移, 粗颗粒骨架随细颗粒下移而塌落, 渣体启动量少; 大砂沟弃渣62 s时沿着左侧形成湿陷性落水洞, 接着91 s时右侧也湿陷变形, 形成土桥, 223 s时土桥塌陷, 随后水槽内以含沙水流为主; 深沟25 s时渣体开始变形, 起初从下游滑塌破坏, 118 s后沿中间冲蚀出一条沟槽, 然后沟槽不断加深、加宽, 至308 s时沟槽贯通, 随后溜槽内以含沙水流为主, 泥石流运动结束。

    2.2 流量为0.409 L·s-1条件下工程弃渣土体破坏试验现象

    在相同流量0.409 L·s-1条件下, 泥麻沙沟20 s时渣体变形, 从下游端依次剥离、坍塌, 启动速度很快, 125 s就完成了整个泥石流过程, 渣体剩余量约为总样品体积的1/4;烂泥沟24 s渣体开始启动, 但仅沿着右侧破坏、变形, 从下游依次剥离、坍塌, 248 s后右侧掏蚀沟槽贯通, 残余渣体剩余量约为总样品体积的1/2, 处于暂时稳定状态, 泥石流停止; 大砂沟34 s时渣体启动, 开始时冲刷表层, 79 s时左侧出现湿陷变形, 100 s后湿陷贯通, 表面形成土桥, 泥石流停止, 残余渣体剩余量约为总样品体积的3/5;深沟24 s时开始启动, 初始只是冲刷表层, 43 s时沿传感器两侧冲刷下切, 148 s时两侧冲刷沟槽贯通, 泥石流停止, 残余渣体剩余量约为总样品体积的1/3。选取泥麻沙沟、烂泥沟、大砂沟和深沟的渣体破坏过程(图 5~图 8)进行分析。

    图 5 泥麻沙沟渣体破坏过程 Fig. 5 Failure process of slag with Nimashagou a. 20 s; b. 40 s; c. 50 s; d. 145 s

    图 6 烂泥沟渣体破坏过程 Fig. 6 Failure process of slag with Lannigou a. 24 s; b. 48 s; c. 172 s; d. 248 s

    图 7 大砂沟土体破坏过程 Fig. 7 Failure process of slag with Dashagou a. 33 s; b. 42 s; c. 79 s; d. 129 s

    图 8 深沟渣体破坏过程 Fig. 8 Failure process of slag with Shengou a. 24 s; b. 43 s; c. 78 s; d. 148 s

    2.3 土体破坏试验现象分析

    根据上述试验现象, 渣体松散、无黏结, 其遇水即启动, 但整体一次性启动的可能性较小, 颗粒多以松散体参与泥石流启动, 致使其破坏模式也有别于传统泥石流, 即渣体受力分析可按单个颗粒或块体进行。经8组试验和野外调查资料, 总结其破坏模式主要为冲刷破坏造成的顶面下切和渗流作用造成的底面冲蚀。试验中在渣体前面安装摄像机, 记录了渣体正面破坏过程现象, 经流量分别为0.083 L·s-1和0.409 L·s-1的试验工程对比发现:两种流量中其破坏形式基本一致, 只是破坏规模和泥石流结束后残余渣体多少不同。骨架颗粒要保持稳定状态, 就要控制泥石流启动稳定系数K:

    $ K = \frac{f}{{F{\rm{ + }}G\sin \theta }} $ (1)

    式中, F为地表径流冲刷力; f为摩擦力; G为颗粒重力。

    2.3.1 顶面下切破坏

    泥麻沙沟和烂泥沟渣体主要是冲刷破坏造成的顶面下切破坏, 究其原因, 主要是粒径大于2 mm的砾粒含量均大于50%, 渣体启动时都是先启动表层细粒, 然后较大颗粒重新排列。Middleton(1970)Savage et al.(1988)认为颗粒层间的剪切运动可导致颗粒内部结构和力链的不断的重组, 且这种重组具有随机性, 一旦上部颗粒的粒径小于颗粒间重组所构成的孔隙尺寸, 则上部颗粒就会随机落入下部孔隙中。对于渣体来说, 颗粒间松散无黏性, 其所组成的颗粒流间的剪切作用并不很大, 在这种情况下, 渣体颗粒的运动可近似等同于连续性的滑移, 颗粒间的碰撞作用可以忽略, 在重新排列过程中大颗粒相互推挤直接完成能量的传递, 从而取代了边界层的剪切传递作用。

    图 9a所示, 当受力平衡被打破, 即骨架颗粒的抗力小于水的地表径流冲刷力和骨架颗粒自身重力时(K<1), 骨架颗粒从头部失稳移动, 由于工程弃渣松散无黏结, 骨架颗粒间连接力链很弱, 空间支撑力甚至会消失, 颗粒随水体混合后开始密集快速流动, 渣体就会一层层被剥离, 然后被水流带走。

    图 9 泥石流运动示意图 Fig. 9 Schematic diagram of a debris flow a.顶面下切破坏; b.底面冲蚀破坏

    2.3.2 底面冲蚀破坏

    大砂沟和深沟渣体主要是渗流作用造成的底面冲蚀破坏, 究其原因, 主要是粒径小于2 mm的砾粒含量均大于65%(即粒径大于2 mm的砾粒含量小于50%), 水流入渗缓慢, 水体沿着渣体接触面的底部或侧面渗出, 细颗粒随着径流开始启动(K<1), 形成陷穴或小规模冲蚀沟槽, 随着水体的持续入渗, 陷穴和冲蚀沟槽表层土壤含水量达到接近饱和状态, 饱和土壤形成较多小型坍塌体, 随即被水流冲走, 形成大流量、大重度泥石流, 直至陷穴和冲蚀沟槽上下贯通, 径流含沙量也开始降低, 此后, 泥石流现象逐渐消失, 径流以高含沙水流为主(图 9b)。

    2.4 孔隙水压力分析

    孔隙水压力变化数据仍选择流量为0.409 L·s-1的试验数据。从图 10中可以看出, 试验初期, 孔隙水压力为0, 随着水体的持续供给, 渣体中孔隙水压力按K1、K2、K3依次升高, 并逐步达到稳定状态。

    图 10 孔隙水压力变化过程 Fig. 10 Variation diagrams of pore water pressure a.大砂沟; b.烂泥沟

    2.4.1 底面冲蚀破坏的孔隙水压力分析

    图 10a以大砂沟为例, 为顶面下切破坏的孔隙水压力变化曲线。恒定水流流动18 s左右水压力开始上升, 观察与此对应的土体破坏现象可以发现, 坡脚处开始出现局部坍塌, 顶部细颗粒逐步向下迁移, 堵塞下部颗粒间的相对较大孔隙, 渗流通道逐渐变小, 渗流水体的流动受到阻碍, 从而导致下部传感器读数出现瞬间激增的现象。在38 s左右时, 渣体全部被水体包裹, 堆积土体右侧形成上下贯通的冲蚀陷穴, 然后下游段陷穴迅速扩大, 流体中伴有颗粒向下方移动或滚动, 当陷穴能满足沟槽水流流量时, 渣体不再变化, 水压也逐渐稳定下来。传感器K1首先出现数据平稳, 紧接着K2、K3也相继平稳, K1、K2、K3间距相同, 但相邻两个传感器的压力差不相同, K2与K1之间的压力差大于K3与K2之间的压力差, 说明细颗粒向下迁移较明显, 导致下部传感器水压增加量较大。

    2.4.2 顶面下切破坏的孔隙水压力分析

    图 10b以烂泥沟为例, 为底面冲蚀破坏的孔隙水压力变化曲线。细颗粒含量少, 孔隙较大, 渗流水先从底部流出, 水流汇聚缓慢, 恒定水流流动24 s左右传感器数据开始上升, 观察与此对应的土体破坏现象可以发现, 坡脚处开始出现局部坍塌, 顶部颗粒被水流一层层剥离冲走; 3组传感器压力上升得很快, 相邻传感器读数的滞后性很小, 几乎同时开始上升。68 s左右渣体全部被水体包裹, 其内部开始逐步饱和, 试验水槽中下部堆积体表面微微下沉, 流体中伴有少数粗颗粒向下方移动或滚动, 土体内部孔隙通道逐渐稳定, 水压也逐渐稳定下来, 孔压计K1首先出现数据平稳, 紧接着K2、K3也相继平稳, K1、K2、K3间距相同, 但相邻两个压力计的压力差不相同, K2与K1之间的压力差小于K3与K2之间的压力差, 说明上游颗粒直接被带走形成顶面下切破坏程度高, 导致上部测压管水压增加量较小。

    2.4.3 典型破坏形态孔隙水压力对比分析

    底面冲蚀破坏和顶面下切破坏孔隙水压力的变化特点, 可以发现以下4点: (1)渣体处于破坏状态时, 土体孔隙水压力不断增大, 而且增加得比较快, 渣体基本稳定后, 土体孔隙水压力也保持稳定。(2)发生顶面下切破坏土体孔隙水压力计数值出现平稳(最高值)经历的时间较长, 约为68 s, 发生底面冲蚀破坏土体孔隙水压力计数值出现平稳(最高值)经历的降雨时间较短, 约为38 s。(3)底面冲蚀破坏孔压初始变化时间短, 孔压曲线呈弧线上升, 顶面下切破坏孔压初始变化时间较短, 孔压曲线呈直线上升。(4)底面冲蚀破坏的孔隙水压力中K2与K1之间的压力差大于K3与K2之间的压力差, 顶面下切破坏的孔隙水压力中K2与K1之间的压力差小于K3与K2之间的压力差。

    3 结论

    本文通过恒定流诱发泥石流动力模拟试验, 在不同流量条件下, 研究不同颗粒组分对泥石流形成形态影响, 得到以下3点结论。

    (1) 渣体松散、无黏结, 其遇水即启动, 但整体一次性启动的可能性较小, 颗粒多以松散体参与泥石流启动, 致使其破坏模式也有别于传统泥石流, 即渣体受力分析可按单个颗粒或块体进行; 在不同流量(0.083 L·s-1和0.409 L·s-1)条件下, 其破坏形式基本一致, 只是破坏规模和泥石流结束后残余渣体多少不同。

    (2) 颗粒组分影响泥石流形成形态, 随着2 mm的砾粒含量的减小, 泥石流破坏方式由冲刷破坏造成的顶面下切向渗流作用造成的底面冲蚀破坏方式转化。表现为粒径大于2 mm的砾粒含量大于50%时, 渣体启动时都是先启动表层细粒, 然后坡脚出现坍塌, 孔隙水压力呈现出陡增的趋势; 粒径小于2 mm的砾粒含量均大于65%(即粒径大于2 mm的砾粒含量小于50%)呈渗流作用造成的底面冲蚀破坏方式, 水体沿着渣体接触面的底部或侧面渗出, 细颗粒随着径流开始启动, 形成陷穴或小规模冲蚀沟槽, 孔压呈现出弧线上升的特征; 粒径为2 mm的砾粒含量占50%破坏形态为过渡形态。

    (3) 不同的颗粒组分影响雨水在土体中的入渗路径, 即不同的颗粒组分对应的渗透系数不同, 顶面下切破坏土体渗透系数大, 底面冲蚀破坏土体渗透系数小, 因此渗透系数是决定泥石流不同启动模式的主要原因。

    参考文献
    Bagnold R A. 1954. Experiments on a gravity-free dispersion of large solid spheres in a Newtonian fluid under hear[J]. Proceedings of the Royal Society of London, Series A, 225: 49~63.
    Cui P. 1991. Experiment study on the mechanism and condition of starting up of debris flow[J]. Chinese Science Bulletin, 36(21): 1650~1652.
    Feng D K, Zhang G, Zhang J M, et al. 2009. Experimental study on 3D cyclic behaviors of soil-structure interface under constant normal stiffness condition[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 31(10): 1571~1577.
    Gao B, Zhou J, Zhang J. 2011. Macro-meso analysis of water-soil interaction mechanism of debris flow starting process[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 30(12): 2567~2573.
    Iverson R M, Denlinger R P. 2001. Flow of variably fluidized granular masses across three-dimensional terrain coulomb mixture theory[J]. Journal of Geophysical Research Solid Earth, 106(B1): 537~552. DOI:10.1029/2000JB900329
    Liu F, Tang H M. 2011. Developing process of debris flow on slope of engineening slag[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 30(S): 519~529.
    Middleton G V. 1970. Experimental studies related to problem of flysch sedimentation[M]//Lajoie J.Flysch sedimentation in North America. Toronto: Business and Economics Science Ltd: 253-272.
    Savage S B, Lun C K K. 1988. Particle size segregation in in-clined chute flow of dry cohensionless granular solids[J]. Journal of Fluid Mechanics, 189: 311~335. DOI:10.1017/S002211208800103X
    Tang C, Liang J T. 2008. Characteristics of debris flows in Beichuan epicenter of the Wenchuan earthquake triggered by rainstorm on September 24, 2008[J]. Journal of Engineering Geology, 16(6): 751~758.
    Wang G H, Sassa K. 2001. Factors affecting rainfall-induced flow-slides in laboratory flume tests[J]. Géotechnique, 51(7): 587~599. DOI:10.1680/geot.2001.51.7.587
    Xu C, Xu X W, Zheng W J. 2013. Compiling inventory of landslides triggered by Minxian-Zhangxian earthquake of July 22, 2013 and their spatial distribution analysis[J]. Journal of Engineering Geology, 21(5): 736~749.
    Yang S, Ou G Q, Wang J, et al. 2014. Experimental analysis of scouring of debris flow initiation process under steady seepage condition[J]. Rock and Soil Mechanics, 35(12): 3489~3495.
    Zhang W, Meng X R, Liu M S, et al. 2017. Discussion on clean water flow characteristics of debris flow under different rainfall types based on HEC-HMS[J]. Journal of Engineering Geology, 25(4): 1073~1082.
    Zhou G D, Sun Q C, Cui P. 2013. Study on the mechanisms of solids segregation in granular debris flows[J]. Journal of Sichuan University(Engineering Science Edition), 45(1): 28~36.
    Zhou J, Yang L, Wang L X, et al. 2015. Centrifugal model tests on debris flow with different particle compositions[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 37(12): 2167~2174.
    崔鹏. 1991. 泥石流启动条件及机理的实验研究[J]. 科学通报, 36(21): 1650~1652.
    冯大阔, 张嘎, 张建民, 等. 2009. 常刚度条件下粗粒土与结构接触面三维力学特性的试验研究[J]. 岩土工程学报, 31(10): 1571~1577. DOI:10.3321/j.issn:1000-4548.2009.10.015
    高冰, 周健, 张姣. 2011. 泥石流启动过程中水土作用机制的宏细观分析[J]. 岩石力学与工程学报, 30(12): 2567~2573.
    刘菲, 唐红梅. 2011. 工程弃渣型坡面泥石流形成过程试验[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版), 30(增刊1): 519~529.
    唐川, 梁京涛. 2008. 汶川震区北川9.24暴雨泥石流特征研究[J]. 工程地质学报, 16(6): 751~758. DOI:10.3969/j.issn.1004-9665.2008.06.004
    许冲, 徐锡伟, 郑文俊., 等. 2013. 2013年7月22日岷县漳县MS6.6级地震滑坡编录与空间分布规律分析[J]. 工程地质学报, 21(5): 736~749. DOI:10.3969/j.issn.1004-9665.2013.05.010
    杨顺, 欧国强, 王钧, 等. 2014. 恒定渗流作用下泥石流启动过程冲刷试验分析[J]. 岩土力学, 35(12): 3489~3495.
    张文, 孟祥瑞, 刘民生, 等. 2017. 基于HEC-HMS模型的不同雨型下泥石流清水流量特征探讨[J]. 工程地质学报, 25(4): 1073~1082.
    周键, 杨浪, 王连欣, 等. 2015. 不同颗粒组分下泥石流离心机模型试验研究[J]. 岩土工程学报, 37(12): 2167~2174. DOI:10.11779/CJGE201512005
    周公旦, 孙其诚, 崔鹏. 2013. 泥石流颗粒物质分选机理和效应[J]. 四川大学学报(工程科学版), 45(1): 28~36.
    Bagnold R A. 1954. Experiments on a gravity-free dispersion of large solid spheres in a Newtonian fluid under hear[J]. Proceedings of the Royal Society of London, Series A, 225: 49~63.
    Cui P. 1991. Experiment study on the mechanism and condition of starting up of debris flow[J]. Chinese Science Bulletin, 36(21): 1650~1652.
    Feng D K, Zhang G, Zhang J M, et al. 2009. Experimental study on 3D cyclic behaviors of soil-structure interface under constant normal stiffness condition[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 31(10): 1571~1577.
    Gao B, Zhou J, Zhang J. 2011. Macro-meso analysis of water-soil interaction mechanism of debris flow starting process[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 30(12): 2567~2573.
    Iverson R M, Denlinger R P. 2001. Flow of variably fluidized granular masses across three-dimensional terrain coulomb mixture theory[J]. Journal of Geophysical Research Solid Earth, 106(B1): 537~552. DOI:10.1029/2000JB900329
    Liu F, Tang H M. 2011. Developing process of debris flow on slope of engineening slag[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 30(S): 519~529.
    Middleton G V. 1970. Experimental studies related to problem of flysch sedimentation[M]//Lajoie J.Flysch sedimentation in North America. Toronto: Business and Economics Science Ltd: 253-272.
    Savage S B, Lun C K K. 1988. Particle size segregation in in-clined chute flow of dry cohensionless granular solids[J]. Journal of Fluid Mechanics, 189: 311~335. DOI:10.1017/S002211208800103X
    Tang C, Liang J T. 2008. Characteristics of debris flows in Beichuan epicenter of the Wenchuan earthquake triggered by rainstorm on September 24, 2008[J]. Journal of Engineering Geology, 16(6): 751~758.
    Wang G H, Sassa K. 2001. Factors affecting rainfall-induced flow-slides in laboratory flume tests[J]. Géotechnique, 51(7): 587~599. DOI:10.1680/geot.2001.51.7.587
    Xu C, Xu X W, Zheng W J. 2013. Compiling inventory of landslides triggered by Minxian-Zhangxian earthquake of July 22, 2013 and their spatial distribution analysis[J]. Journal of Engineering Geology, 21(5): 736~749.
    Yang S, Ou G Q, Wang J, et al. 2014. Experimental analysis of scouring of debris flow initiation process under steady seepage condition[J]. Rock and Soil Mechanics, 35(12): 3489~3495.
    Zhang W, Meng X R, Liu M S, et al. 2017. Discussion on clean water flow characteristics of debris flow under different rainfall types based on HEC-HMS[J]. Journal of Engineering Geology, 25(4): 1073~1082.
    Zhou G D, Sun Q C, Cui P. 2013. Study on the mechanisms of solids segregation in granular debris flows[J]. Journal of Sichuan University(Engineering Science Edition), 45(1): 28~36.
    Zhou J, Yang L, Wang L X, et al. 2015. Centrifugal model tests on debris flow with different particle compositions[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 37(12): 2167~2174.
    崔鹏. 1991. 泥石流启动条件及机理的实验研究[J]. 科学通报, 36(21): 1650~1652.
    冯大阔, 张嘎, 张建民, 等. 2009. 常刚度条件下粗粒土与结构接触面三维力学特性的试验研究[J]. 岩土工程学报, 31(10): 1571~1577. DOI:10.3321/j.issn:1000-4548.2009.10.015
    高冰, 周健, 张姣. 2011. 泥石流启动过程中水土作用机制的宏细观分析[J]. 岩石力学与工程学报, 30(12): 2567~2573.
    刘菲, 唐红梅. 2011. 工程弃渣型坡面泥石流形成过程试验[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版), 30(增刊1): 519~529.
    唐川, 梁京涛. 2008. 汶川震区北川9.24暴雨泥石流特征研究[J]. 工程地质学报, 16(6): 751~758. DOI:10.3969/j.issn.1004-9665.2008.06.004
    许冲, 徐锡伟, 郑文俊., 等. 2013. 2013年7月22日岷县漳县MS6.6级地震滑坡编录与空间分布规律分析[J]. 工程地质学报, 21(5): 736~749. DOI:10.3969/j.issn.1004-9665.2013.05.010
    杨顺, 欧国强, 王钧, 等. 2014. 恒定渗流作用下泥石流启动过程冲刷试验分析[J]. 岩土力学, 35(12): 3489~3495.
    张文, 孟祥瑞, 刘民生, 等. 2017. 基于HEC-HMS模型的不同雨型下泥石流清水流量特征探讨[J]. 工程地质学报, 25(4): 1073~1082.
    周键, 杨浪, 王连欣, 等. 2015. 不同颗粒组分下泥石流离心机模型试验研究[J]. 岩土工程学报, 37(12): 2167~2174. DOI:10.11779/CJGE201512005
    周公旦, 孙其诚, 崔鹏. 2013. 泥石流颗粒物质分选机理和效应[J]. 四川大学学报(工程科学版), 45(1): 28~36.