泥石流是大量高浓度粘性水-碎屑混合物流经沟道的特殊事件。颗粒组成特征与源地土体的级配特征有关,同时又受运动过程以及沉积环境的影响。粒径分析是研究泥沙沉积的一种最基本方法。相关研究表明,颗粒分布特征不仅是反映沉积环境的重要指标,还能够很好地反映泥石流动力学条件。泥石流往往具有宽级配特征,这已经说明了它是有别于一般的携砂水流的特殊流体。研究颗粒组成对泥石流的影响,必须充分认识其颗粒组成的特性,需要找到更加准确的刻画粒度分布特征的综合参数。限于现有理论的发展以及实验技术,对于泥石流动力过程中的颗粒效应仍然认识不够充分,还没有很好地考虑颗粒组成的影响。本文通过大量的泥石流野外监测资料,结合粒径的标度分布公式,分析了阵流运动特征以及颗粒的动态变化特征。以天然泥石流浆体为研究对象,利用旋转式流变仪的球测量系统,测试了不同颗粒分布浆体的流变特性。开展了动力旋转实验,研究了颗粒组成动力演化规律及其对流动性的影响。室内实验结合理论分析,得到了颗粒分离对孔隙水压力的影响以及对泥石流加速的积极作用。最后,得到了新的泥石流动力学特性评估方法,有助于根据颗粒组成来评估泥石流灾害。本文得到的主要成果如下:（1）查明了泥石流颗粒分布动态演化特征土体颗粒组成的特征一定程度上决定了其强度特性,粗细颗粒的动态变化使得土体强度出现涨落,颗粒分布的不均匀性造成土体失稳的随机性,这直接与泥石流物源补给相关。当补给泥石流的成分以粗颗粒（Dc较大）为主,则它具有很强的侵蚀搬运能力。大多颗粒流动开始时主要是溪流,经过坡面崩塌补给以及沿程侵蚀夹杂过程,形成了具有较高固体体积浓度的泥石流。泥石流流态随颗粒组成的变化而变化,运动中也会出现颗粒的分离与调整现象。主沟内的大量阵流监测资料表明,泥石流密度与流深、流速、流量等动力学特征参数上限的关系满足幂函数关系,这意味着一定密度的的阵流具有一定的参数上限,并且随着密度增大而增大。物源补给以及阵流间的合并,实质上都造成了颗粒的叠加,而该过程可以通过颗粒分布参数（μ,Dc）很好地反映。泥石流不同粒级之间具有很好的幂函数关系:P（Di）=KP（Dj）n,一方面说明了颗粒级配比较好,各个粒组都有分布,另一方面也指明,任何颗粒组分都有可能对整个流体的性质产生影响。（2）建立了颗粒分布参数与流变参数的关系不同原型泥石流的不同上限粒径浆体的流变特性显著不同,相同固体体积浓度的浆体样本会因颗粒组成不同而表现出不同的流变性质。本次实验结果表明,泥石流的流变行为通常满足Herschel-Bulkley模型,其稠度系数随机变化,而流体流动指标（HB指数）是约为0.45的常数。仅在高剪切速率下,流体行为接近于宾汉流体特性。屈服应力和表观黏度都与颗粒分布参数密切相关,并且可以通过以μ（幂定律）和Dc（指数函数）为变量的公式来进行估算。这意味着泥石流中细颗粒和粗颗粒之间存在着紧密的相互作用关系。泥石流材料表现出明显的剪切稀化特性,并且表观粘度满足剪切速率的幂律形式:ηa=pγ-q,p随实验组和上限粒径的变化而显著变化,但q变化不大,平均值为0.94,标准差为0.026。这意味着q对粗颗粒不敏感,因此它是一个较依赖于浆体细颗粒含量的特征指数。这些结果有助于对真实泥石流流变特性进行估算和建立相关动力学方程。（3）揭示了动力条件下颗粒调节过程及其对流体性质的影响泥石流颗粒组成在动力作用下会经历一定的演化过程,以至于异化为区别于物源和堆积的特殊流体。物源和堆积的颗粒分布参数（μ,Dc）之间表现为无序随机的状态,而流体表现为幂函数关系。当对颗粒组成施加一定的动力作用,并达到一定时间后,μ与Dc随时间逐渐变化并趋于相对稳定的关系,此时,流体则表现出较好的流动性,比表面积、堆积形态等都趋于一定的稳定状态。另外,运动过程中颗粒的分布,特别是部分颗粒分离并聚集于泥石流表面,一方面会对下部流体产生不同的荷载作用形式,另一方面会提高下部流体的相对细颗粒含量。这会促进超孔隙水压力产生与维持,进而增强泥石流的流动性。（4）建立了相关动力学特征参数的估算方法以颗粒的标度分布公式为基础,改进并建立了密度以及流速的经验公式。另外,泥石流动力学参数受颗粒组成约束而具有一定的上限值,该值与密度、流速等动力学参数之间满足幂函数关系,基于该关系能够对泥石流可能发生的规模以及运动特征做出基本判断。还可以根据统计的不同性质流体的颗分参数范围,提供一种基于颗分参数的泥石流灾害评估预测方法。