何晓英， 陈洪凯， 唐红梅

(重庆交通大学 岩土工程研究所，重庆　400074)



泥石流浆体与固体颗粒冲击信号能量分布研究

何晓英， 陈洪凯， 唐红梅

(重庆交通大学 岩土工程研究所，重庆400074)

摘要：用小波分析方法对5种浆体黏度、5种固相比与4种颗粒粒径组合的85组泥石流冲击室内模型实验所得冲击信号进行消噪、时频处理，通过对降噪的泥石流冲击信号进行冲击能量计算并分析实验中泥石流冲击能量与频谱间关系。结果表明，随浆体黏度、固相比及颗粒粒径增大，泥石流冲击信号能量呈增长趋势，且相同浆体黏度下固体颗粒粒径大于1.3～1.5 cm时，泥石流冲击能量增幅明显。将冲击信号分解为9个频段(0～1.958 Hz、1.958～3.906 Hz、3.906～7.812 Hz、7.812～15.625 Hz、15.625～31.25 Hz、31.25～62.5 Hz、62.5～125 Hz、125～250 Hz、250～500 Hz)，泥石流冲击信号96%以上能量聚集在频率0～1.958 Hz的低频段a8内。该结果对推动泥石流动力特性研究具有积极意义。

关键词：泥石流冲击；能量分布规律；模型实验；浆体黏度；固相颗粒

我国西部及其它山地、丘陵地区长期存在泥石流病害，尤其公路沿线的桥涵、隧道，严重威胁交通运输[1]。由于泥石流中固液两相介质的运动速度不相等，会发生碰撞、牵引、拖曳，使泥石流体的动、势能随运动发生改变。因此泥石流冲击过程亦伴随冲击能量的变化。

对泥石流冲击能量研究主要集中于：①泥石流运动过程中的能量变化与物质输移。Iverson等[2]认为泥石流运动是熵增过程，运动能量与泥石流体的物理特征关系密切；陈洪凯等[3]从泥石流浆体性质、固相颗粒级配及体积分量、沟床比降、边界条件等方面用两相流观点分析泥石流运动能量消散的微观机理，包括泥石流浆体粘滞作用、固相颗粒碰撞作用及沟床边界摩擦作用等，初步建立能量衰减量计算公式；……