泥石流流变特性的研究是流变学在泥石流领域应用的一个重要分支,深入研究泥石流的流变特性有助于探究泥石流浆体运动力学特征、悬浮机制和起动机制之间的内在机理,为泥石流研究开辟新的研究方法。2017年8月8日凌晨3时30分,四川省凉山彝族自治州普格县荞窝镇耿底村发生泥石流灾害,位于泥石流沟口的耿底村四组和五组受灾严重,灾害造成157户人家共577人不同程度受灾,其中因灾死亡人数25人,受伤5人,此外此次泥石流还摧毁房屋71间,造成直接经济损失1.6亿元。本文借助激光粒度分析仪以及安东帕MCR 52球系统流变仪等仪器,通过进行室内筛分、粒度分析、有机质含量测量、岩石矿物成分含量测量、相对超孔隙水压力测量、斜面流变实验以及屈服应力、剪切应力和黏度等相关参数的测量实验,探究了影响耿底泥石流流变特性的主要因素,得出如下结论:(1)研究区沟道沟床比降大,且于由则木河断裂横穿沟道致使源区碎屑更加破碎且松散,土体稳定性较差,再加上泥石流发生前源区缺乏有效降水,使得源区土体更加干燥而松散,泥石流发生前的短时强降水在短时间内迅速汇集是泥石流发生的主要诱因,而多条断层横向切割作用而成的多条断崖在一定程度上加快了泥石流的运移速度。(2)耿底泥石流堆积物具有较高的相关系数,结构分形特征明显,泥石流具有较强的流体动力条件,其主要运动方式为以牵引滚动和跳跃搬运为主、悬浮搬运为辅,在运动过程中伴随着不同粒径颗粒含量的变化,使得越靠近下游堆积扇,细颗粒相对含量越高。总体上,耿底泥石流堆积物具有宽级配、整体性好、分选性差以及搬运能力强等特点。(3)在保持其它条件不变的前提下,耿底泥石流浆体剪切应力与剪切速率变化成正比关系,黏度与剪切速率变化呈反比关系;较高浓度条件下的剪切初始阶段,剪切应力和黏度会随着浆体的屈服而产生突变,之后随着剪切路径上的泥石流浆体絮凝结构的破坏与重建达到一个动态平衡的状态,剪切应力与黏度随剪切速率的变化率逐渐趋于稳定。(4)相同剪切速率条件下,耿底泥石流浆体剪切应力和黏度都随体积浓度的增大而增大,且当体积浓度大于临界值时,浆体内粗颗粒咬合摩擦作用及内部絮凝结构进一步增强,剪切应力和黏度随体积浓度增加的幅度有了更大程度的提升。(5)耿底泥石流浆体样品颗粒的上限粒径越小,比表面积越大,浆体内部絮凝结构也更加的牢固,相同体积浓度条件下,剪切应力和黏度也就越大。上限粒径大的浆体的剪切应力及黏度随体积浓度变化的幅度小于上限粒径较小的浆体。(6)耿底泥石流浆体与蒋家沟泥石流浆体的流动曲线及黏度曲线均随浆体体积浓度变化而变化,且整体变化趋势相似,但是当浆体体积浓度大于0.496时,相对于耿底泥石流,蒋家沟泥石流浆体的流动曲线及黏度曲线位置较为靠下,其浆体流动性更大,浆体体积浓度小于0.496时则相反。此外,耿底泥石流与蒋家沟泥石流浆体的流变参数均呈指数增长,浆体的体积浓度对耿底泥石流流变参数的影响程度要大于对蒋家沟泥石流流变参数的影响程度。(7)耿底泥石流与蒋家沟泥石流浆体在相同条件下具有相似的相对超孔隙水压力的维持与消散能力。但在浆体体积浓度较低时耿底泥石流浆体的相对超孔隙水压力峰值较蒋家沟要大,说明在低体积浓度条件下,耿底泥石流浆体流动性及搬运能力要强于蒋家沟泥石流浆体。(8)样品的级配、黏粒含量、黏粒的矿物组成及含量以及有机质等是影响蒋家沟泥石流浆体和耿底泥石流浆体成浆及力学特征的主要因素。两地实验样品级配曲线的重合度很高,黏粒矿物组成基本一致,黏粒含量也很接近,但是黏土矿物成分含量以及有机质含量却差异巨大,这些因素综合影响着两地在流变特性和相对超孔隙水压力的维持与消散方面的表现。