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滑坡-碎屑流是一种极具危害的地质灾害,目前很难进行有效预测。滑坡-碎屑流的运动特性、破坏范围以及针对该灾害的有效防护措施的研究一直以来是学者们关注的课题。本文采用室内物理模型试验,研究粗颗粒无粘性土沿斜面塌滑、蔓延和堆积的整个运动过程。详细研究了粗粒土堆积体初始堆积状态、颗粒粒径、斜面倾角等因素对塌滑体运动的最终堆积状态参数(主要包括冲程,最大堆积厚度及其位置)的影响;并着重分析了粗、细两种颗粒不同的堆积层次对最终堆积体及其堆积状态的影响。试验结果表明:塌滑体最终堆积状态几乎不受初始堆积状态的影响;斜槽倾角对堆积体塌滑稳定后最大堆积厚度相对位置的影响较大,并给出了两者拟合关系式;斜槽倾角较小时,粒径对堆积体后部影响较大,前部影响较小,斜槽倾角较大时则相反。粗、细不同的初始混合状态所导致的最终堆积体状态差别较大,合理的堆积分布对减小危害范围有重要作用。进一步基于挡桩试验开展塌滑减灾试验研究,研究挡桩对下滑粗颗粒无粘性土的遮挡作用,探索了挡桩间距、挡桩层数以及挡桩距斜槽口距离对不同颗粒粒径堆积体的遮挡效果。试验结果表明:堆积体的堆积长度随粒径的增大而增大,最大堆积宽度随粒径的增大先减小后增大,且出现“瓶颈现象”;挡桩对减小堆积范围有显著作用且粒径越小越明显;堆积体被遮挡的含量随着挡桩距槽口距离与粒径比值(L/D)的增大而减小,随着挡桩间距与粒径比值(S/D)的增大而减小。除了上述室内试验研究,本文还基于离散单元法颗粒流程序(PFC),编写粗粒土塌滑运动与挡桩试验的数值模拟程序,根据室内常规三轴试验的结果,确定微观参数与宏观参数之间的关系,基于标定参数采用PFC进行数值模拟研究,所得数值模拟结果与试验结果基本一致。同时,基于PFC程序开展了若干数值仿真,得出了若干有价值的结论:进一步减小挡桩的间距使S/D=3.5,结果显示挡桩排布较密遮挡颗粒的含量增加不大,当S/D达到某一值时既满足经济效果也能起到遮挡作用;当将L/D减小到3.5时,堆积体在区域1处的含量随L/D增大先平稳减小后急剧下降,数值结果显示L/D和S/D达到某一值时遮挡效果最优;梅花和矩形分布的排桩遮挡作用几乎相同。