地震或震后强降雨等自然因素会引发一系列的崩塌、滑坡活动，使泥石流沟道存在大量的松散堆积体，这些松散物质改变了原有的沟床纵剖面形态。泥石流侵蚀松散物质组成的沟床时，会引起沟道形态的变化，同时放大自身规模，增大下游峰值泥石流流量和最大冲出距离，从而影响泥石流事件的灾害泛滥范围。本论文在野外调查的基础上，以典型泥石流灾害为原型，凝练研究模型，综合运用理论分析、水槽实验和数值计算的方法，对不同沟道纵剖面形态下泥石流的侵蚀特征和动床演算模型进行了探索，得到的主要研究成果如下：
1、在已有的研究基础上，基于实验观察和侵蚀后床面形态特征，提出了变坡沟道中三角状渐进侵蚀模式，定量验算了侵蚀界面上“侵蚀波”的存在；侵蚀后纵剖面起伏程度与沟床转折角有关，当转折角较小时，水力侵蚀为主，侵蚀后纵剖面起伏较小，当转折角增大时，重力侵蚀逐渐增强，出现局部的小崩塌或滑坡，侵蚀后沟道纵剖面起伏增大。
2、通过对典型的泥石流沟道进行野外实地考察，总结了两种典型的基底侵蚀类型：剪切侵蚀和冲击侵蚀。结合实验现象发现，前者主要以层间切向剪切力为侵蚀动力，后者以层间法向正应力为侵蚀动力，两者均与泥石流体自身性质（容重、流速）、地形条件（坡度、曲率）相关。
3、分析沟道松散体纵剖面凹凸点处泥石流的侵蚀规律。根据弗洛德相似准则，考虑模拟实验的尺度相似和动力学相似，提出了模拟实验的初步设计。根据水槽实验的结果，在前人研究的基础上，得到沟道纵剖面由陡变缓和由缓变陡两种情形下的侵蚀率计算方式。拟合时R²值均接近于0.7，说明拟合得到的公式与实验结果较为吻合，能较好的反映凹凸点处侵蚀特征。
4、根据沟道地形坡度是否均一，将沟道形态分为三种：均一坡度沟道、凹形沟道和凸形沟道。现场调查和实验现象揭示了变坡条件下两种典型的泥石流底床侵蚀类型：剪切侵蚀和冲击侵蚀。在Medina等人的研究基础上，利用力学分析和理论推导的方法，得到考虑凹凸形态变坡沟道中综合的泥石流侵蚀率计算公式，并根据泥石流动床水槽实验的结果，确定公式中的待定参数。
5、利用典型的河床演变计算模型（简称Cao模型）、泥石流动床演算模型（Hsu模型）以及新的侵蚀率计算模型（简称Li模型），计算得到泥深、速度和侵蚀深度的沿程分布，并水槽实验结果进行对比分析，发现Cao、Hsu模型计算结果与实验结果相差很大，而Li模型结果与实验测量结果较为吻合。然后以文家沟泥石流、Faucon泥石流为实际沟道演算案例，通过改变沟道的平均坡度和剖面局部曲率，对比分析Medina模型和Li模型的数值计算结果，发现沟道纵剖面为凹凸组合形态时Li模型更加适用。
6、基于水槽实验测量得到的泥深曲线拟合得到泥石流泥深和流速幂律关系；根据泥石流流经上、下游两个测量断面的泥石流总能量变化，得到变坡沟道中泥石流侵蚀耗能特性与床面转折角、孔隙率之间的关系：床面转折角越大，底床土体孔隙率越大，侵蚀过程能量消耗越大。
 

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