来志强，江恩慧，赵连军，周 伟，田文祥，马 刚

(1. 黄河水利科学研究院 水利部黄河泥沙重点实验室， 郑州 450003；2. 中国科学院 地理科学与 资源研究所，北京 100101；3. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室， 武汉 430072)

颗粒是自然界中常见的物质存在形式，如泥沙、岩屑石块、矿石、种子、药丸等.由于其独特的物质形态，颗粒物质的动力学行为有时类似固体，有时类似流体，在时间和空间尺度上相互转化，具有多面性和复杂性.例如，岩质边坡坍塌运动、山体滑坡的发生，就是颗粒物质由固态转化为流态的复杂流变现象.此外，颗粒集合体坍塌运动与堆积现象在化工、农业和医药等多个领域均有涉及.近年来，国内外许多学者通过颗粒柱坍塌运动模型研究颗粒物质的坍塌运动与堆积特性.颗粒柱坍塌运动模型最早由Lajeunesse等[1]和Lube等[2]于2004年提出.由于此模型与众多工程实际问题相关，如在地质灾害或工业制造领域中，模型边界挡墙瞬间移除导致的颗粒柱坍塌运动可概化模拟岩质边坡坍塌、农业、化工、制药等工业中物料颗粒在筒仓或通道中的输运等问题，当挡墙缓慢移动时则可模拟土体的准静态失稳过程.近年来，颗粒柱坍塌运动模型引起了诸多领域学者们的广泛关注.

根据颗粒柱的初始形状和边界挡墙的移除方式，目前颗粒柱坍塌运动模型主要可以分为长方体单向运动模型[3-4]以及圆柱体对称运动模型[5-6].尽管两者的几何形状与运动维度较为……