碎屑流往往发生在高山地区,具有规模大、运动速度快、冲出距离远等运动特性,常常造成毁灭性的灾难。随着人类在山区活动范围的不断扩大,碎屑流对人类生命财产安全的威胁日益加剧,碎屑流高速远程运动机制得到日益广泛的关注。材料粒径、含量等颗粒级配因素与结构形式、矿物成分、下垫面、地形等内外部因素共同影响着碎屑流的远程冲出,但对颗粒级配影响机理的认识尚为不清。本文采用上斜下平两段式斜槽为试验装置,以地形、下垫面、矿物成分为初始条件,以颗粒级配为研究对象,通过设计粗、中、细材料混合工况,系统地研究粒径、含量等级配因素对冲出距离、运动速度的影响。针对复杂级配前端物质的离散、界限不清问题,基于视频图像解析提出了冲出距离的动态读取方法,进而分析不同工况冲出距离的变化规律及与堆积形态、速度时程变化的对应关系。最后,指出了复杂级配材料运动堆积过程的前端效应和粒径效应,结合摩擦理论、分选机理、力链理论等颗粒物质理论初步阐述了复杂级配材料启动后加速、减速、停积等过程机制。主要研究成果和结论如下:(1)设计了一套研究颗粒级配对碎屑流运动特性影响的10工况试验方法,能模拟粗、中、细三种粒径材料0%、33.3%、66.7%、100%的含量变化,并能进行单粒径、双粒径、三粒径的对比分析,具有工况简单、功能丰富等特点;(2)除了纯细颗粒工况外,其他工况堆积体前端物质均具有离散、界限不清等特点,大体可分为连续堆积区、间断堆积区、离散堆积区三区,其中堆积过程的加速度分异点位于间断堆积区,具有界限唯一性,可作为冲出距离判识点;(3)在10工况中粗颗粒含量66.7%、中细颗粒含量各16.65%时的冲出距离最远,表明中细颗粒含量较少时有利于粗颗粒维持运动惯性、减少摩擦耗能,含量较高时反而起阻碍作用;(4)粗中细混合材料在加速段分选出上粗下细的颗粒结构之后呈现整体运动,在减速段加速度开始分异并出现脱离整体的前端物质,当前端物质的中颗粒含量较少时颗粒流力链较弱、动摩擦较小、冲出距离较远,反之力链较强冲出距离较近。