“5.12”地震以后,强震区内诱发了大量的地震次生灾害,其中主要包括滑坡、崩塌、泥石流等,特别在降雨季节,强震区内每年都有不同规模的泥石流事件暴发,其中在 2008 年的“9.26”、2010 年的“8.13”、2011 年的“7.03”、2013年的“7.10”以及2016年的“7.05”强降雨过程中,强震区均暴发了大规模的群发性泥石流灾害,给强震区带来了严重的人员伤害和巨大的经济损失,也给震后重建项目带来了巨大的破坏。强震区地质灾害的活跃期将持续于地震后的20年,而在震后的10年至15年内也将是泥石流灾害的高发期。由于强震区地形陡峭和地震次生灾害广泛分布,导致强震区的泥石流同时具备了坡面型泥石流和沟谷型泥石流的特征,使得强震区泥石流暴发条件和暴发规律不同于非震区的泥石流,也不同于沟谷型泥石流和坡面型泥石流。为此,研究强震区此类泥石流的类型及其运动特征在强震区泥石流预警防治等方面有着不可替代的必要性和重要性。震区泥石流沟流域内分布着大量的滑坡、崩塌、不稳定斜坡以及滑坡崩塌堆积体等,为泥石流的暴发提供了丰富的固体物源,震区泥石流沟流域内的滑坡堆积体、沟道堆积物等泥石流物源具有低黏粒含量、大孔隙比、低固结度、良好级配、低磨圆度等物理性质,且强震区泥石流流域地形坡度大,流域面积相对较小,使得泥石流暴发时的降雨阀值也突降。由于强震区泥石流沟特殊的中高山侵蚀地形条件,其中部分泥石流沟的泥石流沟道坡度主要为≥400‰,甚至可达到600‰。由于此类泥石流沟的特殊的小流域、大纵比降地形,在前期持续强降雨条件下,泥石流的运动速度大,冲击力度强,泥石流具有暴发速度快,暴发时间短、冲出距离远,防治难度大等特点。在此基础上,对比前人关于泥石流类型研究,根据强震区泥石流流域地形地貌特征参数的统计分析和泥石流物源稳定性的理论分析,初步认为泥石流沟道坡度>400‰的沟谷型泥石流为急陡沟道泥石流。急陡沟道泥石流两岸的特殊地形坡度条件,使得滑坡堆积体主要堆积于泥石流沟道内(简称为:沟道坡面滑坡堆积体),堵塞泥石流沟道,有甚者形成堰塞坝。在强降雨汇流作用下泥石流流速快,泥石流“消防管效应”快速的冲刷侵蚀泥石流物源。根据强震区急陡沟道泥石流物源的类型条件,将急陡沟道泥石流物源分为沟道坡面滑坡堆积体和泥石流沟道堆积物,而按照泥石流物源分布位置将急陡沟道泥石流物源分为形成区物源和流通区物源。将急陡沟道泥石流物源的起动模式分为:1)、沟道坡面滑坡堆积体起动;2)、形成区泥石流沟床堆积物起动;3)、流通区泥石流沟床堆积物起动。基于土力学和流体力学可知,急陡沟道泥石流物源的起动机制主要分为饱水渗透起动和径流冲刷起动。强震区急陡沟道泥石流的诱发外因主要为降雨条件和人为因素,而在降雨条件下强震区急陡沟道泥石流流域内的沟道坡面滑坡堆积体含水量突增,使得其内聚力和内摩擦角急速降低,当沟道坡面滑坡堆积体的抗剪强度小于其所受剪应力时,沿其潜在剪滑面发生累进性失稳破坏,加剧泥石流沟道的堵塞情况。而在后期上游径流的快速冲刷作用下,沟道坡面滑坡堆积体“二次起动”。由于急陡沟道泥石流的沟道坡度大,泥石流物源堆积坡度陡,沟床堆积物起动模型类似于坡面型泥石流起动模型,降雨汇水条件下泥石流沟道堆积物内形成孔隙水压和渗透压,使得泥石流沟道堆积物强剪强度降低,泥石流沟道堆积物沿潜滑面剪切破坏;而在后期强降雨汇流条件下形成径流,径流的高动水压形成急陡沟道泥石流所特有的“消防管效应”冲刷沟道堆积物,进而诱发泥石流过程。急陡沟道泥石流特有的高动水压力的“消防管效应”主要形成因素包括:1)、因为流域汇流速度快、势能转换为动能的效率高,径流沿沟道运动时其流深的增加速率较快,且径流前端的初始流深近似为零,因此径流形成高动水压力差;2)、急陡沟道泥石流的地形为上游形成区沟道宽,下游流通区沟道窄的“漏斗束流”,在质量守恒条件下使得径流沿沟道泥石流沟道运动时,径流的动能和流深增加,形成较高的动水压。在地震后,由于中央和地方的积极抗灾防灾,在地震区修建了大量的地质灾害防治工程,其中泥石流的防治主要以拦、挡、排为主,而泥石流在拦砂坝工况条件下,泥石流的流量、流速、容重等动力参数发生衰减,使得泥石流的冲出规模和冲出距离等得以有效的控制。基于流体力学和弹塑性力学理论基础,建立了急陡沟道泥石流的运动模型以及泥石流动力参数衰减模型。综上所述,通过强震区泥石沟的地形坡度、流域面积、相对高差、形状系数等因素,初步建立了强震区急陡沟道泥石流的类型及其特征。通过急陡沟道泥石流物源的分布和类型等调查,探讨了急陡沟道泥石流物源起动的三种模式及其运动模型。根据不同材质的堆积体的不同破坏角,建立了沟道坡面滑坡堆积体潜在破坏界面模式,进一步提出了沟道坡面滑坡堆积体的堆积几何模型、渗流破坏模型、径流起动模型。在此基础上,根据“消防管效应”、NS连续方程、“伯努利效应”和经典牛顿力学等理论基础,分析了急陡沟道泥石流的运动动力学参数,构建了基于流深、容重的侵蚀模型。根据急陡沟道泥石流在拦沙坝工况条件下流速、冲出量的衰减特征,建立起泥石流在拦砂坝工况条件下的运动特征和衰减系数。为强震区泥石流类型和泥石流的防治提供新的认识和参考。