泥石流是一种全球性的灾害问题,经常发生在植被覆盖率低且降雨充沛的山区。随着全球温室效应的不断积累,大暴雨等极端天气频繁发生并经常引发大规模泥石流,因此山区中建筑结构遭受泥石流冲击的概率也会随之增加,会造成建筑物的破坏甚至人员伤亡。目前对该问题的研究大都集中在泥石流的成因及其动力特性方面,而在泥石流对结构的冲击作用导致的破坏等问题研究相对较少。山区的建筑物大多就地取材建造,即采用石块或自制砖等砌块形式建成,相对来讲具有较好的刚度,但泥石流浆体通常会携带大块石头,具有与流体相同速度石块对山区砌体建筑物的冲击破坏作用是相当大的,需要进行深入研究以对泥石流作用下山区砌体建筑物的耐冲击性及损伤给出定量的评估,得到泥石流与结构相互作用的特性与砌体结构的损伤破坏特征为建筑物的修复与加固提供依据。基于此,本文建立了山区两种砌体结构受泥石流冲击的有限元模型,来模拟砌体结构在含石块泥石流冲击作用下的动态损伤行为,获得了冲击力时程曲线以及不同流体冲击速度下砌体结构的应变分布与传播特性、砌块损伤的离散特征与损伤范围。最后针对两种不同的砌体结构形式特点提出安全的解决方案并验证其有效性。主要工作及结论如下:介绍了泥石流的基本概念和一般特性,对影响泥石流冲击作用的运动参数进行详细的研究和总结,指出泥石流中石块的存在是砌体墙损伤破坏的重要因素。通过LS-DYNA建立了离散化砌体结构计算模型,以接触算法替代砂浆粘结作用,较整体式计算模型更有效模拟砌块之间的相互位移和砂浆失效时的裂缝分布。对比了不同流速泥石流冲击作用下有无圈梁构造柱两种砌体的动力响应,研究了大石块撞击作用下的砌体结构的应力分布和传播。研究结果表明:纯砌体结构受到高流速泥石流冲击作用时,受撞面墙体失去承重作用,底层房屋最先破坏,导致上部结构失去支撑而倾斜倒塌。有圈梁构造柱的砌体结构受到高流速泥石流冲击作用时,仅受撞墙体发生局部破坏,结构未发生整体倒塌,且发生局部破坏的临界速度更高。说明合理布置圈梁、构造柱可以显著提高结构的抗连续倒塌能力,从而减少泥石流灾害中的损失。对于配置有圈梁构造柱砌体结构,临界破坏速度介于4.58)?~58)?之间,临界冲击力介于1000.57kN~1021.17kN之间。对于无圈梁构造柱砌体结构,临界冲击速度介于48)?~58)?,临界冲击力介于953kN~1051kN。基于上述研究结果,本文提出了相应的防护与加固方案,即在结构迎流面墙体周围加防护墙或在迎流面墙体中植入钢筋的方法,并分别进行了计算分析,研究结果表明所提方案有较好的效果。其中钢筋混凝土防护结构,可承受7~88)?流速的泥石流冲击,临界冲击力可以达到2357kN,C40混凝土较C30提升比较大,但是C50较C40混凝土提升不大,兼顾防护性能建议防护结构使用C40混凝土。对于植筋的方法,本文比对了两种植筋方式的效果,对于迎流面墙体外侧植入一排竖向HRB400三级钢筋,直径22mm,等距排列五根,间距为700mm的加固方案,58)?~68)?为临界冲击速度,临界冲击力介于1209.75kN~1248.07kN之间。较未加固砌体结构临界速度提升30%左右,临界冲击力增加23%左右。对于迎流面墙体内外两侧均匀植入竖向HRB400三级钢筋,直径18mm,间距为130mm的加固方案,临界速度可达到78)?~88)?,临界冲击力为1536.43kN左右。较未加固过砌体结构临界速度提升60%,临界冲击力增加50%左右。