徐繼維張茂省于國強

（①長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院 西安 710054）

（②國土資源部黃土地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室 西安 710054）

（③中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心 西安 710054）

泥石流流變參數(shù)敏感性分析*

徐繼維①②張茂省②③于國強②③

（①長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院 西安 710054）

（②國土資源部黃土地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室 西安 710054）

（③中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心 西安 710054）

合理的流變參數(shù)選取對準(zhǔn)確刻畫泥石流、高速遠程滑坡運動過程和動力行為至關(guān)重要。本研究基于三維連續(xù)介質(zhì)動態(tài)數(shù)值模型，構(gòu)建Voellmy流變模型，結(jié)合方差分析方法，比較了不同流變參數(shù)對泥石流運動行為的影響程度。結(jié)果表明：動力底摩擦角和湍流系數(shù)均會對泥石流與高速遠程滑坡的動力特征產(chǎn)生一定的影響，但影響程度各異。較大的動力底摩擦角會產(chǎn)生更大、更快的能量耗散過程，使得運動過程整體滯后；較高的湍流系數(shù)增加了流體層之間的動量交換強度，具有較大的與周圍界質(zhì)混合的能力，對周圍介質(zhì)的卷吸作用增大。物源區(qū)體積（湍流系數(shù)）在一定程度上僅影響泥石流運動速度，對致災(zāi)范圍和規(guī)模影響作用不大。溝道下墊面情況、顆粒物組成、孔隙水壓力（底摩擦角）與災(zāi)害體流速、移動距離和堆積區(qū)體積、面積關(guān)系很密切，在很大程度上影響泥石流、滑坡強度，致災(zāi)范圍和規(guī)模。研究成果以期為流變參數(shù)選取提供很好的借鑒方法，也為地質(zhì)災(zāi)害防治提供一定的技術(shù)參考。

泥石流 流變參數(shù) 敏感性 數(shù)值模型

0 引 言

數(shù)值模擬技術(shù)是處理動力學(xué)難題的一種方法。數(shù)值實驗中，通過調(diào)試參數(shù)和邊界條件，可以再現(xiàn)真實的力學(xué)過程。雖然還不能完全替代物理實驗，但可以和物理實驗相互結(jié)合而被廣泛推廣，目前數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)成為復(fù)雜力學(xué)機制研究中重要的技術(shù)手段方法（Chen et al.，2000，2003，2006）。

泥石流、滑坡致災(zāi)范圍及動力參數(shù)預(yù)測模型方面，經(jīng)歷了20多年的歷史。隨著計算機運算速度的迅速提高和微分方程求解新算法的提出以及對動力過程深入的了解，其數(shù)值模擬研究得到了迅速發(fā)展，已經(jīng)成為泥石流、滑坡動力過程以及機理研究的一個重要內(nèi)容，并取得了一系列研究成果（Erlichson，1991；Fannin et al.，2001；Chen et al.，2006）。根據(jù)目前研究成果，可以將預(yù)測模型大體分為3大種類：經(jīng)驗法、物理尺度模型法和動態(tài)模型法，其具體方法體系分類（圖1）。

圖1 預(yù)測模型方法體系Fig.1 Themethods of prediction model for hazard area and the kinematic parameters

經(jīng)驗法是參照實際滑坡、泥石流數(shù)據(jù)并且依照合適的滑坡、泥石流分類方法而發(fā)展建立起來的，已有多處成功案例。總的來說，經(jīng)驗法提供了一種相對單一且實用的工具進行運動距離的分析，但并未考慮物體流變特性和動力參數(shù)的機理信息，而且此類方法需要依賴于足夠的野外觀測數(shù)據(jù)，來預(yù)測經(jīng)驗關(guān)系，因此不能加以擴展推廣，不能用于預(yù)測其他地區(qū)案例的移動距離。物理尺度模型法是對開展泥石流、滑坡試驗研究，可以在野外和室內(nèi)展開。全球范圍內(nèi)僅在日本火燒岳和云南蔣家溝對滑坡、泥石流進行系統(tǒng)地野外觀測。但由于野外進行直接觀測十分困難，解釋野外沉積物質(zhì)時的不確定性也會限制野外調(diào)查的有效性，而未能得以推廣；該方法另外一個方向是在室內(nèi)展開物理模型試驗。然而，對于大規(guī)模災(zāi)害評價，由于模型尺度效應(yīng)或物理相似性不確定性的原因，試驗結(jié)果應(yīng)用于野外情況時受到限制。動態(tài)模型法中的質(zhì)量集中模型是基于能量準(zhǔn)則提出改進的“雪橇”模型，假設(shè)在滑坡和泥石流的運動過程中，所有的能量損失都是通過摩擦消散的，能夠反映出固有的內(nèi)摩擦角和孔隙水壓力的組成的綜合效應(yīng)，由于其簡潔而具有一定的優(yōu)勢（Erlichson，1991；Fannin et al.，2001；Crosta et al.，2004；Chen et al.，2006）。但該模型將物體的形心和重心合為一點，因此并不能夠考慮到失穩(wěn)形態(tài)的復(fù)雜模式和滑坡物質(zhì)的內(nèi)部變形，同時它也不能識別基底高程和下坡條件，并且不能考慮到動力要素的改變和流體前端運動（Chen et al.，2000，2003，2006）。獨立單元法是顆粒狀集合體力學(xué)數(shù)值技術(shù)，如采用二維顆粒流程序PARTI-2D和UDEC對顆粒流問題進行數(shù)值模擬，已經(jīng)成功用于分析香港滑坡案例。這些方法在過度關(guān)注了粒子之間的相互作用，對于泥石流、滑坡的研究而言，更多的是需要關(guān)注其宏觀行為，諸如傳播物質(zhì)運動和沉積速度分布、災(zāi)害區(qū)和不穩(wěn)定自由表面流動特征等，因此獨立單元法具有一定的片面性。

連續(xù)介質(zhì)模型在以上模型基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，能夠精細刻畫泥石流、滑坡動力過程，具有一定的普遍性（Erlichson，1991；Fannin et al.，2001；Crosta et al.，2004；Chen et al.，2006）。流變模型通常選取摩擦模型、Voellmy模型和Bingham模型（Hungr et al.，1984；Hungr，1990；Jakob，2005）來描述泥石流和高速遠程滑坡的運動機理。流變模型確定后，選擇合理的流變參數(shù)對模擬的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。一些流變參數(shù)往往沒有明確的物理含義，多為經(jīng)驗參數(shù)，雖然在許多案例中多有成功的應(yīng)用，但由于其參數(shù)物理意義以及其對模擬的結(jié)果有多大程度的影響尚不明確，在實際流變參數(shù)選擇過程中，往往難以選擇。鑒于此，本研究采用有限元求解方法，應(yīng)用三維連續(xù)介質(zhì)動態(tài)數(shù)值模型方法，選取Voellmy流變模型，對不同流變參數(shù)情況下的泥石流或高速遠程滑坡動力過程，流變參數(shù)對運動行為的敏感性展開了研究，以期為流變參數(shù)選取提供很好的借鑒，也為地質(zhì)災(zāi)害防治提供一定的技術(shù)參考。

1 試驗材料與方法

1.1 流變模型選用

如前所述，連續(xù)介質(zhì)模型能夠很好地刻畫泥石流和高速遠程滑坡的運動及變形特性。其連續(xù)介質(zhì)模型的理論、數(shù)學(xué)原理、基底侵蝕機制和質(zhì)量守恒、受力分析和動量守恒的數(shù)學(xué)公式詳見文獻（Crosta et al.，2004；Chen et al.，2006）。泥石流和高速的流變特性是指流體變形所受剪應(yīng)力與剪切率的關(guān)系（Chen et al.，2006）。通常選取摩擦模型、Voellmy模型和Bingham模型（Hungr et al.，1984；Hungr，1990；Jakob，2005）描述這種流體關(guān)系。根據(jù)文獻記載（Fannin et al.，2001；Crosta et al.，2004；Chen et al.，2006），Bingham模型主要適合于固體物質(zhì)以土為主的黏性泥石流，屬于均勻細顆粒物質(zhì)占主體的泥石流流體；而Voellmy模型是在摩擦模型（Friction model）的基礎(chǔ)上加入了經(jīng)驗參數(shù)湍流（紊

式（1）中，μ為動力摩擦系數(shù)，μ＝（1－γu）tanδ，γu為孔隙水壓力比率；ξ為湍流系數(shù)，代表了流體流動過程中湍流的影響，許多泥石流在傳遞過程中都具備了湍流的性質(zhì)；湍流是不穩(wěn)定的結(jié)果。湍流運動在統(tǒng)計意義上可以歸納為平均數(shù)量部分，如將速度場和壓力場分為平均部分和波動部分。當(dāng)模型中未考慮湍流項（ξ→∞）時，Voellmy模型則簡化為摩擦模型（Chen et al.，2006）。

1.2 實驗設(shè)計與模型幾何結(jié)構(gòu)

本研究構(gòu)建限制坡地形進行數(shù)值模擬（圖2），限制坡用以控制物質(zhì)側(cè)向運動。模型幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計成一傾斜的40°坡面、5°線性過渡區(qū)和一個水平面，物源質(zhì)量中心投影中心與水平面的直角坐標(biāo)系原點重合（圖2）。所有模擬試驗均是在斜坡上部同一位置、相同數(shù)量的物源開始。流）系數(shù)ξ，兩者經(jīng)常應(yīng)用于顆粒流和大塊巖石崩塌、流動。本研究選用Voellmy流變模型開展數(shù)值模擬。

Voellmy模型主要考慮了流體的湍流和摩擦兩種行為，如下式：

圖2 數(shù)值模型示意圖Fig.2 Set－up of the numericalmodel

整個斜坡在y軸方向?qū)挾葹?m（y：－4—＋4m），在x軸方向坡面長11m（x：－2—＋9m），過渡區(qū)長2m（x：＋9—＋11m），水平區(qū)域長9m（x：＋11—＋20m）。限制坡凹陷部分寬4m，最深處達0.25m。物源區(qū)為一球冠，高度為0.25m，投影半徑為2m。該物源區(qū)球冠體積計算為1.58m3。材料在坡面上釋放，延過渡區(qū)域運動到水平面上。

為了討論流變參數(shù)對模擬結(jié)果的影響，本研究選用上述40°限制坡面進行模擬。選用Voellmy流變模型，同時考慮動力底摩擦角δ和湍流系數(shù)ξ對結(jié)果的影響。其中動力底摩擦角δ包括6種角度（6°～16°、Δδ＝2°為一間隔），湍流系數(shù)ξ包括9類工況（500～1300m·s－2、Δξ＝100m·s－2為一間隔），共模擬54種工況。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同流變參數(shù)下運動過程分析

根據(jù)以上實驗設(shè)計，本研究對這54種工況進行了數(shù)值模擬研究，選取了泥石流最大速度（前端速度）、最遠移動距離以及堆積區(qū)面積、體積作為參考指標(biāo)。同時采用surfer 8.0繪制各種工況條件下，各指標(biāo)的三維表面圖（圖3），該圖呈現(xiàn)了在不同動力底摩擦角δ和不同湍流系數(shù)ξ下，4個指標(biāo)的對比情況。

從圖3可以看出，在各個工況條件下泥石流最大速度（前端速度）的變化趨勢同泥石流移動距離、堆積區(qū)面積、體積變化趨勢基本一致，但變化趨勢更為線性，三維表面近似平面。在湍流系數(shù)ξ一定的情況下，隨著動力底摩擦角δ的逐漸增加，最大速度（前端速度）成線性減小趨勢，在不同的湍流系數(shù)ξ下，其下降趨勢與程度基本一致；在動力底摩擦角δ一定的情況下，隨湍流系數(shù)ξ的逐漸增加，最大速度（前端速度）基本成線性逐漸增加，在不同的動力底摩擦角δ下，其增加趨勢和幅度基本一致。

從圖3b～圖3d同樣也可以看出與最大速度（前端速度）相類似的情況，在各個工況條件下泥石流移動距離、泥石流堆積區(qū)面積、體積變化趨勢一致，三維表面成曲面形狀。在湍流系數(shù)ξ一定的情況下，隨著動力底摩擦角δ的逐漸增加，泥石流移動距離、堆積區(qū)面積和體積成下凹型減小趨勢，在不同的湍流系數(shù)ξ下，其下降趨勢一致，但下降程度隨著湍流系數(shù)ξ的增加稍有增加；在動力底摩擦角δ一定的情況下，隨湍流系數(shù)ξ的逐漸增加，泥石流移動距離、堆積區(qū)面積和體積基本成線性逐漸增加，增加幅度不大，隨動力底摩擦角δ的逐漸增加，其增加幅度逐漸減小。

圖3 各指標(biāo)三維表面圖Fig.3 Three-dimensional surfacemap of each indexa.最大速度（前端速度）；b.移動距離；c.堆積區(qū)面積；d.堆積區(qū)體積

圖4 、圖5分別展示了在不同動力底摩擦角和湍流系數(shù)下泥石流運動的模擬結(jié)果，反映出泥石流在運動過程中，在水平面的運動物質(zhì)深度和輪廓情況。虛線代表泥石流運動輪廓線，間隔0.5s，云圖代表泥石流堆積深度。

圖4 不同動力底摩擦角下泥石流運動模擬結(jié)果Fig.4 Projection of debris profiles on horizontal plane under different dynamic basal friction angles a.動力底摩擦角δ＝6°，湍流系數(shù)ξ＝500m·s－2；b.動力底摩擦角δ＝16°，湍流系數(shù)ξ＝500m·s－2

圖4 呈現(xiàn)了在湍流系數(shù)ξ為500m·s－2，動力底摩擦角δ分別為6°和16°下的運動情況。可以看出兩種動力學(xué)參數(shù)下，表現(xiàn)出相似的動力過程。參考各指標(biāo)三維表面圖3和圖4所呈現(xiàn)的實際運動過程可以看出，底摩擦角使運動過程產(chǎn)生差異，底摩擦角較大條件下，運動滯后，堆積區(qū)物質(zhì)部分還停留在過渡區(qū)范圍內(nèi)，運動過程持續(xù)時間較長，速度慢。底摩擦角影響泥石流的規(guī)模和堆積位置，較高的摩擦角會產(chǎn)生更快、更大的能量消耗，運動規(guī)模也相對較?。℉ungr et al.，1984；Hungr，1990；Jakob，2005），同時也表明在有水存在的條件下，往往會產(chǎn)生大規(guī)模的泥石流、滑坡災(zāi)害。

圖5呈現(xiàn)了在動力底摩擦角δ為12°，湍流系數(shù)ξ分別為500m·s－2和1300m·s－2下的運動情況?？梢钥闯?，在不同的湍流系數(shù)條件下，動力過程相似。參考各指標(biāo)三維表面圖3和圖5所呈現(xiàn)的實際運動過程可以看出，不同的湍流系數(shù)可使運動過程產(chǎn)生差異。由于較大的湍流項，增加了流體層之間的動量交換強度，具有較大的與周圍界質(zhì)混合的能力，對周圍介質(zhì)的卷吸作用增大，因此泥石流運動速度和堆積區(qū)面積、體積明顯增加（Hungr et al.，1984；Hungr，1990；Jakob，2005）。同時，湍流系數(shù)也影響著最終堆積位置和運動規(guī)模，較大的湍流系數(shù)使得泥石流運動距離增大，致災(zāi)范圍和規(guī)模（堆積區(qū)面積和體積）增加。

圖5 不同湍流系數(shù)下泥石流運動模擬結(jié)果Fig.5 Projection of debris profiles on horizontal planeunder different turbulence coefficients a.動力底摩擦角δ＝12°，湍流系數(shù)ξ＝500m·s－2；b.動力底摩擦角δ＝12°，湍流系數(shù)ξ＝1300m·s－2

綜合以上分析可知，動力底摩擦角δ和湍流系數(shù)ξ均可在一定程度上影響著泥石流運動的位置、強度和規(guī)模。通過改變阻力項或湍流項，可以改變底部阻力或流體層之間的動量交換強度，從而影響著泥石流的運動速度、運動距離以及規(guī)模（堆積區(qū)面積和體積）。為了進一步討論試驗范圍內(nèi)，動力底摩擦角δ和湍流系數(shù)ξ對泥石流強度（運動速度）和規(guī)模有何程度的影響，本次研究對不同動力底摩擦角和湍流系數(shù)條件下的泥石流流速、運動距離、堆積區(qū)體積和面積進行單因素方差分析和雙因素方差分析。

2.2 泥石流強度和規(guī)模的單因素方差分析

在一定的坡型和坡度條件下，存在動力底摩擦角δ和湍流系數(shù)ξ兩個相對獨立因素。在此，本研究兩個參數(shù)對泥石流的敏感性進行進一步分析。首先對不同底摩擦角δ和湍流系數(shù)ξ下的泥石流流速和堆積區(qū)體積、面積開展單因素方差分析。

采用SPSS22軟件，對不同動力底摩擦角δ下的泥石流最大流速、移動距離、堆積區(qū)面積和體積分別進行單因素方差分析（表1）?？梢钥闯觯畲笏俣龋ㄇ岸怂俣龋?、移動距離、堆積區(qū)體積和堆積區(qū)面積的F檢驗值均大于1，組內(nèi)方差小于組間方差，表明分組造成的差異很大，且顯著性水平sig．值為0.00，即認為不同的動力底摩擦角δ之間，泥石流最大流速、移動距離、泥石流規(guī)模（堆積區(qū)體積和面積）的均值是有差異的。

表1 不同動力底摩擦角δ條件下單因素方差分析結(jié)果Table 1 One-way ANOVA results under different dynamic basal friction angle

繼續(xù)對不同湍流系數(shù)ξ下的泥石流最大速度（前端速度）、移動距離、堆積區(qū)體積和堆積區(qū)面積進行方差分析，其方差分析結(jié)果（表2）?？梢钥闯?，最大流速的F檢驗值大于1，分組造成的差異較大。且顯著性水平sig．值為0.00，即認為不同湍流系數(shù)ξ條件下的泥石流最大流速均值存在差異，說明湍流系數(shù)對泥石流最大流速影響較大，各個湍流系數(shù)下的泥石流最大流速在0.05水平上存在明顯差異。相反，泥石流移動距離的F檢驗值稍稍大于1，堆積區(qū)體積和面積的F檢驗值小于1，這說明組間方差小于組內(nèi)方差，且觀察的顯著性水平sig．值均大于0.05，因此可以接受原假設(shè)，即認為不同湍流系數(shù)ξ條件下的泥石流移動距離、堆積區(qū)體積和面積均值不存在明顯差異，說明湍流系數(shù)對泥石流移動距離、堆積區(qū)體積和面積影響較小，各個湍流系數(shù)下的泥石移動距離、規(guī)模（流堆積區(qū)體積和面積）在0.05水平上不存在明顯差異。

表2 不同湍流系數(shù)ξ條件下單因素方差分析結(jié)果Table 2 One-way ANOVA results under different turbulence coefficient

2.3 泥石流運動速度二因素方差分析

在上述分析的基礎(chǔ)之上，綜合考慮動力底摩擦角、湍流系數(shù)兩者主效應(yīng)以及兩者的交互效應(yīng)，開展二因素方差分析。

參考各指標(biāo)三維表面圖3和從圖6可知，在不同的動力底摩擦角和湍流系數(shù)下，最大速度（前端速度）的變化趨勢一致，其變化規(guī)律已在上節(jié)敘述，在此不再贅述。從圖中還可以看出，動力底摩擦角和湍流系數(shù)的最大速度（前端速度）變化線性變化沒有交叉現(xiàn)象，而且?guī)缀跏瞧叫械?。這說明不論是采用哪個動力底摩擦角，隨著湍流系數(shù)的增加，最大速度（前端速度）會逐漸增大，概無例外；不論是采用何湍流系數(shù)，隨動力底摩擦角的增加，最大速度（前端速度）會逐漸減小，也無例外。表明動力底摩擦角和湍流系數(shù)對泥石流最大流速的影響是獨立的，不存在兩者之間的交互效應(yīng)，只存在主因素效應(yīng)。

從表3可以看出，動力底摩擦角和湍流系數(shù)的F值都大于1，其sig．值都遠遠小于0.05，說明不同動力底摩擦角和不同湍流系數(shù)的泥石流最大流速存在明顯差異，這點已經(jīng)在上節(jié)中得以證明。從兩者的F值大小還可以看出，動力底摩擦角對最大流速的影響要大于湍流系數(shù)的影響。

圖6 不同動力底摩擦角和湍流系數(shù)下的泥石流最大流速均值圖Fig.6 The varation of themaximum velocity of debris flow under different turbulence coefficient and dynamic basal friction angle

表3 無交互效應(yīng)的最大流速二因素方差分析Table 3 Two-way ANOVA results of themaximum velocity without interaction

綜合以上分析可知，不同動力底摩擦角之間，泥石流最大流速、移動距離、泥石流堆積區(qū)體積和面積存在明顯差異，不同湍流系數(shù)下，只有泥石流最大流速存在明顯差異。說明動力底摩擦角對泥石流強度（流速、移動距離）和規(guī)模（堆積區(qū)面積、體積）有較大的影響，而湍流系數(shù)僅對泥石流流速有較大影響，對泥石流移動距離和規(guī)模影響較小。動力底摩擦角和湍流系數(shù)均對泥石流流速有較大影響，動力底摩擦角的作用要強于湍流系數(shù)，且并不存在兩者之間的交互效應(yīng)對流速的影響。

根據(jù)文獻記載（Hungr et al.，1984；Hungr，1990；Jakob，2005）湍流系數(shù)與泥石流物源區(qū)體積成正比，而動力底摩擦角與溝道下墊面情況、泥石流顆粒物組成和孔隙水壓力有關(guān)，因此，泥石流物源區(qū)體積在一定程度上僅影響泥石流流速，但對泥石流致災(zāi)范圍和規(guī)模影響作用不大；下墊面情況、泥石流顆粒物組成以及基質(zhì)吸力與泥石流流速、移動距離和堆積區(qū)體積、面積關(guān)系很密切，可以在很大程度上影響泥石流強度，致災(zāi)范圍和規(guī)模。

3 結(jié) 論

本研究采用有限元求解方法，基于三維連續(xù)介質(zhì)模型，構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型，并且采用Voellmy模型進行數(shù)值模擬實踐。此外，我們建立了數(shù)值實驗，評估Voellmy模型中動力底摩擦角和湍流系數(shù)對泥石流運動行為、整體動力性能的影響程度。

結(jié)果表明，動力底摩擦角和湍流系數(shù)均會對泥石流與高速遠程滑坡的動力特征產(chǎn)生一定的影響，但影響程度各異。較大的動力底摩擦角通過阻力項的增加，會產(chǎn)生更大、更快的能量耗散過程，使得運動過程整體滯后；如果底面存在水壓力作用，有效孔隙水壓力會進一步增大，底面等效底摩擦角將顯著的降低，會造成更大的遠程災(zāi)害。較高的湍流系數(shù)會使湍流項顯著增加，增加了流體層之間的動量交換強度，具有較大的與周圍界質(zhì)混合的能力，對周圍介質(zhì)的卷吸作用增大，使得運動速度和體積增加。

通過方差比較可知，物源區(qū)體積（湍流系數(shù)）在一定程度上僅影響泥石流運動速度，對致災(zāi)范圍和規(guī)模影響作用不大。溝道下墊面情況、顆粒物組成、孔隙水壓力（底摩擦角）與災(zāi)害體流速、移動距離和堆積區(qū)體積、面積關(guān)系很密切，在很大程度上影響泥石流、滑坡強度，致災(zāi)范圍和規(guī)模。研究成果以期為流變參數(shù)選取提供很好的借鑒方法，也為地質(zhì)災(zāi)害防治提供一定的技術(shù)參考。

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ANALYSIS ON SENSITIVITY OF RHEOLOGICAL PARAMETERS TO DEBRIS FLOW

XU Jiwei①②ZHANG Maosheng②③YU Guoqiang②③
（①College of Geological Engineering and Geometry，Chang'an University，Xi'an 710054）
（②Key Laboratory for Geo-hazards in Loess Area，MLR，Xi'an 710054）
（③Xi'an Center of Geological Survey，China Geological Survey，Xi'an 710054）

Reasonable selection of rheological parametersmay play a role in delineating the runout processmobility behavior of debris flow and high speed and long distance landslide.In this study，three-dimensional continuum model simulation method is applied using voellmy model and analysis of variance，to study the dynamic process under different rheological parameters，and to a compare the sensitivity degree of rheological parameters to runout behavior.The results show that dynamic basal friction angle and turbulence coefficient can influence the dynamic characteristics of debris flow and high speed and long distance landslide to a different degree.The higher dynamic basal friction angle will produce bigger and faster energy dissipation process，making the wholemovement processlag；the higher turbulence coefficient increased strength momentum exchange between the fluid layers，with great ability to mix media around，and increased entrainment effect.The basal topography is an important factor influencing the debris transportation and deposition processes.The underlying surface conditions，particles of debris，porewater pressure has a very close connection with velocity，runout distance and deposition area，volume，and can affect the debris intensity and disaster area and scale to a large extent.The proposed suggestions can be estimated conveniently in general geotechnical practices and can provide the scientific basis for regional disaster prevention and reduction and scientific research.

Debris flow，Rheological parameter，Sensitivity，Numericalmodelling

P642.23

：A

10.13544／j.cnki.jeg.2016.06.003

2014－09－05；

2016－06－16.

國家自然科學(xué)基金項目（41530640，41302224），陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計劃項目（2014KJXX-20），中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目（121201011000150022）資助.

徐繼維（1987－），男，博士生，主要從事地質(zhì)災(zāi)害、風(fēng)險評估研究.Email：xujiwei＠chd.edu.cn

于國強（1979－），男，博士，從事土壤侵蝕與水土保持及地質(zhì)災(zāi)害等方面的研究.Email：yuguoqiang23＠163.com