A Study on Mechanism of the Limestone Debris Flow and its Flow Characteristics

Abstract

本研究では急斜面の土石流の実験水路を用いた。土石流における大きいな被害と多い死傷者を引き起こすのことがあるので、大きい粒子運動の特性を実験するのは、重要である。 この研究は2つの異なった粒径(10mmと2.5mm)の土石流開発のメカニズムを示している。この研究は1つの傾斜度(25º)を使っていた。一定の流量(3.0l/s)が7秒の持続時間に供給された。粒子運動は、目視により個々の粒子粒の運動特性を得るのに、高速ビデオカメラ(HSVC)を使用することによって分析された。水文土石流−2D モデル(HD2DM)は、ラグランジアンの沈殿物の粒子の追跡の数字の実験に基づいて開発された。それぞれの粒子運動をたどるHSVC結果は、HD2DMシミュレーションの結果と比較した。

The steep-slope debris flow experimental channel was employed. It is important to investigate the characteristics of larger particles movement in debris flow as it can cause major damages and casualties. This research demonstrates the debris flow development mechanism between two different particle sizes. Two different sizes of particles were 10mm and 2.5mm. This study involves one slope angle which is 25º. A constant discharge (3.0l/s) was supplied for the duration of 7 seconds. The particle movement was visually analyzed by using high speed video camera (HSVC) to capture the movement characteristics of the individual particle grain. A numerical model entitled as the Hydro-Debris 2D Model (HD2DM) was developed based on the Lagrangian sediment particle tracing numerical experiment. The HSVC results tracing each particle movement were compared with the HD2DM simulations. Analyses using the HSVC fully demonstrated the mechanism of the debris flow. Velocities in upper layers are faster than in lower layers and the larger particles move ahead. Similar characteristics can be observed in the numerical simulation using HD2DM.