13 / 2025-03-24 21:58:04

含冰量和底床湿度对冰崩泥石流侵蚀特性的影响

冰崩泥石流，流态，流体动力学，侵蚀机理，孔隙水压力

冰崩泥石流是由冰岩崩在运动过程中冰体发生融化而形成的一类冰川泥石流，由岩体，冰和水组成，其在全球高寒地区广泛分布。底床侵蚀是控制泥石流破坏潜力的最重要的动量交换过程。为了减轻冰崩泥石流的威胁，必须深入分析其侵蚀机理。但冰崩泥石流中冰体对其侵蚀的影响研究还涉及较少。自然界中底床土体并不是呈饱和或者完全干燥状态，尤其是考虑到冰崩泥石流暴发时伴随着降雨条件及冰体融化现象，其往往表现为非饱和状态。而现存研究仍然采用饱和土力学理论分析底床土体的破坏过程。基于此，本文利用水槽试验研究了冰崩泥石流中含冰量和底床湿度对侵蚀特性的影响。研究结果发现侵蚀后流体的流量显著大于侵蚀前，增长率处于34.48%~84.21%，表明侵蚀后冰崩泥石流的流动性得到加强。侵蚀深度沿程表现为波动变化。A_me随含冰量增加表现为先增加后减小趋势，但其与底床湿度之间未表现为显著相关性。侵蚀过程中底床土体孔隙水压力对侵蚀具有正反馈作用。通过分析流体碰撞应力对侵蚀的贡献，最终提出了冰崩泥石流的侵蚀率模型。