Page 26 - 2024年第55卷第10期

Ｍａｓｓｆｌｏｗ平台使用 Ｆｏｒｔｒａｎ语言对 Ｖｏｅｌｌｍｙ模型进行了优化，利用优化后的 Ｖｏｅｌｌｍｙ模型和 Ｍａｎｎｉｎｇ模型
对色东普冰－ 岩崩泥石流灾害链进行了参数反演，对泥石流运动过程中的参数进行了定量化研究。Ｐｕ
ｄａｓａｉｎｉ 等 ［７４］ 基于内部质量和动量交换及内部强度折减提出了一种考虑相变作用的两相模型，通过引
入增强黏性应力、阻力及虚拟质量力等参数建立了固 － 液之间耦合，并基于数值模拟结果验证了该模
型可以很好地模拟内部和沿流动路径发生的冰 － 岩崩动态变化。Ｗａｎｇ等 ［７５］ 在上述两相模型基础上，
对则隆弄冰－ 岩崩泥石流进行了数值模拟，通过设置不同岩石、冰块及水的比例揭示了冰川泥石流的
运动特性，认为初始冰?水含量、挟带过程对冰川泥石流的初期和后期运动特性均有重要影响，而相变
仅起次要作用。Ｐｅｎｇ等 ［７６］ 结合单相流模型 ＥＤＤＡ和多相流模型 ｒ．ａｖａｆｌｏｗ对则隆弄冰－ 岩崩过程进行了
模拟，考虑夹带和相变作用重建了冰川泥石流的整个动力过程，揭示了冰 － 岩崩泥石流灾害链的发生
机制和动态 特 征。Ｓｈｅｎ等 ［７７］ 重 点 对 冰 － 岩 崩 灾 害 下 游 泥 石 流 的 夹 带 特 性 进 行 了 研 究，通 过 利 用
ＥＤＤＡ２．０软件对 Ｉｖｅｒｓｏｎ － Ｏｕｙａｎｇ模型、Ｌｉｎｅａｒ － Ｅｘｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ模型和 Ｌｉｎｅａｒ － ＭＣ模型三种模型性能进行
了测试，结果表明三种模型均与现场观测数据吻合性较好，但 Ｉｖｅｒｓｏｎ － Ｏｕｙａｎｇ模型的泥石流跳动距离
和持续时间与实际相比较短；Ｌｉｎｅａｒ － Ｅｘｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ模型和 Ｌｉｎｅａｒ － ＭＣ模型在预测夹带、沉积和排放过程
上表现更优，但随着泥石流浓度变大其预测时间会偏长，研究结果为模拟冰－ 岩崩灾害下的泥石流模型
选择提供了参考。
上述模型增进了对该复杂自然现象的理解。然而，这些模型普遍采用了简化处理手段，忽略了至
关重要的气相动态过程以及伴随的能量转化机制，从而未能全面捕捉并准确模拟冰 － 岩崩过程中复杂
的相态变化及其相互影响。因此，当前研究在视相态转化的动态模拟方面仍存在显著空白。展望未
来，为了更全面地揭示冰－ 岩崩灾害的物理本质与演变规律，亟需开发新型模型与研究方法，这些新
方法应能够综合考量气相、固相及液相之间的相互作用与能量转换，从而实现对冰 － 岩崩全过程的精
细化模拟与预测。
４．２．４ 物理试验 物理试验是揭示灾害发生机制最常见的方法，然而受环境因素及技术手段的限制，
冰－ 岩崩灾害相关的试验开展存在很大的困难。许多学者 ［６９，７８］ 尝试通过简化试验条件进行了初步研究，
取得了部分成果。
Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ等 ［７９］ 通过室内滚筒试验分析了冰和水含量对于摩擦的影响大小，结果表明冰含量使得
摩擦力减少约 ２０％，而水含量可使得摩擦系数降低 ５０％。Ｗａｎｇ等 ［８０］ 通过一系列小尺度水槽试验研究
了不同含冰量对碎屑流的流动性影响及其对下游刚性挡板屏障的冲击动力学特性，结果表明峰值冲击
力随含冰量增加而增大，含冰量为 ４０％时达到峰值，该研究为冰 － 岩崩的流动机制研究做出了贡献。
Ｙａｎｇ等 ［８１］ 也开展了一系列小型水槽试验来量化冰含量对冰－ 岩崩跳动的影响，认为冰颗粒与砾石充分
混合是增加混合体流动性的前提，冰岩颗粒粒度比越小、流动性则越大，但试验结果表明，冰颗粒间
的结合使得冰更难混入岩体颗粒中，随着冰含量的增加冰岩混合物的流动性并没有显著增加。Ｄａｖｉｅｓ
等 ［８２］ 通过一系列直剪试验对岩石节理含冰特性进行了研究，结果表明在不含冰或冰体温度较低的岩石
节理处，岩石会保持稳定；当节理被冰填充且温度升高时，岩石将变得不稳定，这一试验很好地解释
了高位冰－ 岩崩的发生机制。汤明高等 ［１８］ 开展了不同温度下冰岩嵌固体的剪切试验，结果表明冰岩嵌
固体的黏聚力与内摩擦角随温度上升呈直线下降甚至加速下降趋势，在相同温度下嵌固体的黏聚力小
于重塑多晶冰，而内摩擦角却普遍大于多晶冰，进一步揭示了冰崩的成因机理。Ｄｏｎｇ等 ［８３］ 在恒温环
境下通过转鼓试验对不同含冰量、颗粒尺寸、流速及融水相关条件下冰 － 岩崩的流动性进行了研究，
结果表明冰－ 岩崩的流态以短期碰撞和长期摩擦为主，含冰量和融水体积的变化直接影响流动性大小，
颗粒尺寸和流速对流动性的影响可忽略不计。
综上所述，众多学者已针对冰 － 岩崩灾害的触发、运移及转化过程展开了一系列物理模拟试验，
这些试验成果为深入理解冰－ 岩崩灾害的发生机制与动态演化规律奠定了坚实的基础。然而，当前的
物理试验研究尚处于初级阶段，其广度与深度仍显不足。多数研究聚焦于冰 － 岩崩灾害在下游区域的
运动演化特征，而对冰－ 岩崩源头区域的触发破坏机制及其初始运动转化过程的探索则相对匮乏。这
种研究的不均衡性限制了对冰－ 岩崩灾害全链条过程的全面认知。鉴于此，未来研究亟需采用多元化、

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