泥石流——固体颗粒运动流体化

摘要

含有松散的固体颗粒的流体,不是连续介质.本文用流变方程式来表达泥石流运动,仅是一种概念性的模拟.用颗粒之间撞击的概念说明了泥石流运动类型及其转化.说明了Bag-nold的试验结果与Smoluchowski的撞击理论相一致.流变方程式τ=B+Cdu/dy=B+K(du/dy)~2中,阻力分为两部份,一部份为颗粒之间的静阻力B,一部份为颗粒撞击而产生的阻力.进而推导得到流速垂线分布和平均流速.说明底部有一个“作用流速”,才产生底床的冲刷与淤积.基于作用力与阻力相平衡的原理,泥石流流速公式可用Chezy或Manning公式形式来表达.而流速系数有关因素很多,十分复杂,表现出地域性的差别很大.基于与的物理意义,在泥石流运动过程的部份时段内,和部份断面间距内为层移运动,与之间存在函数关系,输沙率可以用Bagnold,Yalin,Meyer-Peter等公式来计算,并用实测资料来校核.