基于旋转水槽试验的泥石流阻力坡降速率效应研究

使用自主研发的旋转水槽制作稳定循环流动的泥石流，通过实测泥石流阻力坡降和流动速度，探索泥石流阻力坡降的速率效应。在旋转水槽试验中，通过控制线速度v，制作出稳定循环运动的泥石流，其阻力坡降J等于槽底坡降tanθ，可以实测。试验再现了野外的泥石流运动特性，观察到“龙头”、颗粒弹跳、低阻力坡降、固液相分离、剪切速率效应等现象。试验结果表明，在一定的流动速度范围内（例如试验中1.88m·s^-1≥v>0.47m·s^-1），泥石流的流动速度越高，阻力坡降越大；如果泥石流运动速率过低（例如试验中v<0.47m·s^-1），泥石流会出现固液两相分离现象，砾石（粒径>2mm）运动明显落后于液相运动。本项目的试验研究成果为泥石流制作和阻力坡降测量提供新途径，为泥石流阻力坡降的速率效应理论研究提供实验支持