降雨诱发滑坡型泥石流的启动机理和力学过程比较复杂，单从宏观或连续角度研究可能会遇到瓶颈。在课题组前期研究的基础之上，利用可视化细观测试分析系统，进行室内模型试验和离心机模型试验，并结合离散元数值模拟，从宏细观结合和非连续的角度系统地研究了降雨诱发泥石流形成的演化规律，并揭示了泥石流的形成机理。 通过室内模型试验，发现降雨强度是形成滑坡型泥石流的关键因素。降雨强度较低时，坡体容易发生分层滑动，一般不会形成泥石流；当降雨强度较高时，坡体容易发生整体流滑后迅速流态化，形成泥石流。不同土体形成泥石流时，所需的临界降雨强度不同，粗砂和细砂坡体形成泥石流的临界降雨强度分别为50mm/h和36mm/h。当细粒含量为10%时，泥石流发生的临界降雨强度为36mm/h，当细粒含量达到20%时，坡体不再发生泥石流。 通过离心机模型试验揭示了接近实际应力场条件下滑坡型泥石流形成过程的颗粒细观组构演化规律和宏观力学特性，离心机模型试验的泥石流形成的宏观演化规律与室内模型试验基本一致，但孔隙水压力的变化幅度大，孔压峰值高，孔压变化规律更接近现场试验情况。 通过模型和离心机试验，建立了滑坡型泥石流细观和宏观力学参数之间的联系。通过考虑泥石流形成过程的非饱和特性和非连续特性，采用微小颗粒模拟水对离散元数值模拟软件PFC3D的模拟方法进行了改进。运用改进后的方法对降雨诱发泥石流的室内模型试验和离心机模型试验进行数值模拟，取得了和模型试验相似的结果。 室内模型试验发现，泥石流“锚杆-护坡”治理的效果比其它三种形式要好。室内模型试验和离心机模型试验发现，在“锚杆-护坡”的滤水固砂作用下，坡体形成“底部细颗粒积聚密实，上部粗颗粒骨架稳定”的相对稳定结构，坡体产生滑动并形成泥石流的机率减小。 本项目从宏细观角度揭示了泥石流的形成机理，不仅为泥石流的深入研究提供了细观力学解释，还为泥石流防灾减灾提供了理论依据。 2100433B

泥石流研究是当前热点课题之一，而泥石流机理比较复杂，单从宏观或连续角度研究泥石流机理可能会遇到瓶颈。本申请项目在前期研究的基础上，利用可视化细观测试分析系统，通过室内模型试验、离心机模型试验和非饱和数值模拟，从细观层面揭示滑坡型泥石流形成及局部护坡治理的宏细观机理：(1)研究滑坡型泥石流形成的关键因素，揭示缩尺条件下滑坡型泥石流的宏细观力学机理；(2)揭示接近实际应力场条件下滑坡型泥石流形成过程的颗粒细观组构演化规律和宏观力学特性，建立滑坡型泥石流细观和宏观力学参数之间的联系；(3)考虑泥石流的非饱和特性，建立能反映非饱和特性的分析模块，提出泥石流非饱和离散-连续耦合数值分析方法；(4)从细观角度研究滑坡型泥石流局部护坡治理的宏观力学特性，揭示滑坡型泥石流局部护坡治理的宏细观机制。本研究可为滑坡型泥石流形成机理和治理机制的深入研究提供细观力学基础，还可为泥石流减灾提供理论依据。

降雨诱发滑坡不仅与降雨量有关，还与降雨强度、降雨历时及雨型等有关。以往研究由于缺乏降雨-地下水-滑坡变形的实时同步监测数据的支持，大多限于降雨诱发滑坡的宏观表现规律分析及雨水入渗对岩土体抗剪强度影响和动水压力对滑坡稳定性的影响。本项研究将开展滑坡区降雨量、坡体地下水位和滑坡变形破坏的现场同步实时监测，获取滑坡变形破坏与坡体地下水位及降雨过程关系的实时定量数据系列。强调可靠基础数据资料的获得是本项研究的基本特色，在此基础上，开展数值模拟和物理模拟。探讨不同降雨过程的雨水入渗规律，揭示不同降雨过程引起坡体地下水位变化的方式；研究地下水的渗流方式及地下水位变化与滑坡稳定性的关系，揭示地下水位变化与滑坡变形破坏过程的关系；结合边坡岩土体结构与水文地质环境分析，研究截、排水工程对控制坡体地下水位上升的作用，提出边坡地下水位控制的有效技术方法。 2100433B

本书选取“5·12”汶川大地震震区的都江堰市白沙河流域作为研究示范区，建立降雨型滑坡泥石流监测预警的基本理论和方法体系，并对区域空间的滑坡泥石流进行危险区划分，研发空间降雨型滑坡泥石流预警系统软件。将典型泥石流沟道物源按4类启动模式进行划分，分别建立降雨条件下4类活动模式的灾害预警模型和临界雨量值。介绍典型泥石流沟实时监测预警系统的仪器设备类型和安装范围，以及数据传输等基本情况和实时监测预警系统平台的工作原理及数据处理结构。最后对降雨型滑坡泥石流的预警模型、临界雨量、预警标准、监测系统运行等研究成果进行分析验证，评价目前示范区降雨型滑坡泥石流的发育现状和未来发展趋势。