2008年5月12日,四川省汶川县发生了8.0级特大地震,基岩和土层受到地面震动的干扰,产生大量松散的崩滑松散堆积体,它们或悬挂于坡体上,或堆积于坡脚或堆积于沟道内,为泥石流提供了大量的物源,在强降雨条件下极易产生泥石流活动。地震之后的几年里,发生了几次灾难性的群发性泥石流事件,例如北川2008年“9.24”泥石流,映秀2010年“8.13”泥石流,汶川2013年“7.10”泥石流。灾难性强震区地质灾害的活跃期将持续于地震后的20年,而在震后的10年至15年内也将是泥石流灾害的高发期。在汶川众多的泥石流事件中,发现有一类泥石流较为典型或特殊,即泥石流源区、流动区和堆积区的地形都较为陡峻,这类泥石流的地形特征类同于沟谷型,但又与坡面型泥石流类似,或是属于过渡型泥石流,这类泥石流发育的地形突出特点是沟道急陡,其纵坡降普遍达到400‰以上,甚至可达到600‰,将此类泥石流沟道坡度≥30°,泥石流沟道两岸坡度≥35°,且流域面积≥1km~2的沟谷型泥石流定义为急陡沟道泥石流。本文选取汶川震区内典型的急陡沟道福堂沟为原型进行室内泥石流起动模拟试验。通过改变试验坡度和冲水流量得出泥石流起动模式与坡度和冲水流量的大致关系。依据野外调查,福堂沟泥石流形成区的坡度在28°左右,出于通过坡度增减对泥石流形成过程影响的考虑,最终确定出试验坡度分别为20°、25°和30°;为了能更好的反应原型沟的泥石流起动情况,通过原型沟福堂沟10年、20年、50年一遇的降雨强度形成的径流量计算得出室内模型试验的径流量分别为360ml/s、420ml/s和480ml/s。通过观察试验现象并结合土体含水率和孔隙水压力变化曲线得出:(1)20°坡度下,3个径流量下均为沟床起动:即水流不断下渗—堆积物逐渐饱和—表面径流出现—表层颗粒不断被来流带走—堆积物前缘颗粒起动—堆积物逐渐侵蚀揭底形成泥石流;(2)25°坡度下,径流量为360ml/s和420ml/s时呈滑坡流态化起动:即水流不断下渗—堆积物逐渐饱和—孔隙水压力逐渐增加—堆积物呈流态化整体失稳迅速转化为泥石流;(3)25°坡度下,径流量为480ml/s及30°坡度下,3个径流量下呈消防管效应起动:水流在沟道中快速集中,形成细小急速的束流,并强烈冲刷沟床松散物质,逐渐形成泥石流,且泥石流起动时的土体含水率为42%左右,空压为0.91KPa左右。通过野外踏勘,考虑到野外现场试验的可操作性及效果,最终选取在在红椿沟一处崩滑堆积体进行野外现场试验。在不同坡度条件下,通过逐渐就增加冲水流量,得出不同坡度下,泥石流起动流量和起动模式。本次野外现场试验选取了20°、25°、30°、35°、40°共5个坡度进行试验,通过前期多组试验确定流量从10L/min逐次增加(每次增加的大小根据试验现象调整),每次流量增加的时间间隔为10分钟左右,当堆积体有明显的变化现象时进行三维激光扫描。通过观察试验现象并结合三维激光扫描结果及土体含水率和孔隙水压力变化曲线得出:(1)沟道坡度大于等于30°时,堆积体均能起动形成泥石流,在土体起动之前有明显的径流现象,且40°、35°、30°沟道坡度下,泥石流的起动流量分别为20L/min、28L/min、38L/min,起动时土体体积含水率分别为37.1%、39.1%、39.9%,;(2)沟道坡度为20°、25°时,堆积体未能起动形成泥石流,在整个过程中,土体表面没有径流现象或仅冲水位置处有小段径流,主要原因是野外现场土体渗透性较好,在小坡度下,水流基本通过下部土体渗透流失,很难在土体表面形成径流;(3)急陡沟道泥石流物源黏粒含量较少,孔隙较大,土体的导水性良好,孔隙水压力增大不明显,土体的起动主要由表面径流的强烈冲刷引起;(4)急陡沟道泥石流起动所需的流量为38L/min,随坡度增大泥石流起动流量减小,起动时的体积含水率为40%左右。结合室内试验和野外现场试验可以得出:(1)急陡沟道泥石流的起动过程表现为:在降雨作用下,雨水的入渗使沟道物源土体含水率增高,土体的抗剪强度降低,急陡的地形使雨水快速汇流形成表面径流,在表面径流强烈的冲刷作用下,表面土体被水流携带走,逐渐形成泥石流;(2)急陡坡度下,土体的起动主要由表面径流的强烈冲刷引起,随坡度降低,渗透作用对泥石流起动的影响越来越大;(3)对比室内试验和野外现场试验的起动过程和数据分析,二者之间存在的差异主要是由在渗透路径中隔水层(室内试验两侧的玻璃挡板和底部的钢板)的存在导致孔压变化引起,也间接证明了不同坡度和冲水流量下,泥石流起动机理不同,说明本次研究具有一定的可信度和参考性。