堰塞湖是自然界中在一定地质与地貌条件下,由火山喷发物、滑坡体、泥石流、冰川堆积物等形成的自然堤坝横向阻塞河谷后,造成上游段壅水而形成的湖泊。当山地灾害链中含有堰塞湖链条环节,且堰塞湖与其他各类灾害间相互连锁、作用,成灾演化具有空间放大性和时间放大性,这一成链式有序结构的山地灾害链灾变过程是堰塞湖灾害链。在青藏高原东缘、南缘地区,分布着众多的堰塞湖。同时,各种崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害频发,极易形成堰塞湖灾害链,严重影响着当地居民和铁路工程的安全。堰塞湖极易发生溃决,一方面是由于地震、崩塌、滑坡、雪崩等造成湖体涌浪,涌浪漫过堰塞湖坝顶造成漫溢型溃决;另一方面是天然堰塞湖坝体结构稳定性较差,容易在水压力作用下造成局部潜蚀,形成溃口进而引发溃决。而在高海拔、强地震烈度地区的崩塌、滑坡具有起动位置高,运动速度快,运动距离远的运动特点,通常以碎屑形式运动;滑坡碎屑流以类似流体的运动方式进入堰塞湖会形成较大的滑坡涌浪,引发堰塞湖溃决。这种地震作用下的滑坡碎屑流入水引发堰塞湖涌浪是堰塞湖灾害链中较为特殊的一种流体动力过程;同时,堰塞湖溃决在一定条件下可以引发溃坝泥石流,其冲击速度快,破坏力强,是堰塞湖灾害链中另一种特殊流体动力过程。本文主要针对地震作用下滑坡碎屑流入水引发堰塞湖涌浪和堰塞湖溃决引发溃坝泥石流这两个堰塞湖灾害链特殊流体动力过程中的动力效应展开研究,主要工作如下:1、建立一种基于滑坡碎屑流水下运动分析的涌浪高度计算模型,开展了物理模型实验对理论模型进行验证。首先,采用流体力学方法对滑坡碎屑流入水后的水下运动状态进行分析,并结合活塞造波原理,建立了基于滑坡碎屑流水下运动分析的涌浪高度计算模型,通过上述理论分析,对滑坡碎屑流入水产生涌浪过程有了一定理论基础;然后进行了滑坡碎屑流涌浪水槽模型实验,对建立的计算模型进行验证;同时,针对水下运动模型的局限性,提出了基于动量守恒和静水压假设的滑坡碎屑流涌浪高度计算方法,并进行了滑坡碎屑流振动台水箱实验,为后续复合实验做准备实验。2、开展了大型振动台地震涌浪模型实验,利用汶川波(2008.5.12汶川地震,主频2.34Hz)作为地震扰动源,研究在不同地震峰值加速度作用下,不同初始水深条件下所产生的地震涌浪动力特征,总结归纳不同初始水深、不同地震峰值加速度情况下涌浪高度的计算公式及动水压力的计算公式,同时对比分析了涌浪高度和动水压力之间的换算关系。3、利用大型振动台实验,对地震和滑坡碎屑流综合作用堰塞湖所形成的涌浪效应进行分析。通过实验结果系统分析了地震涌浪、滑坡碎屑流涌浪和复合涌浪三者之间的规律,提出地震和滑坡碎屑流综合作用产生的涌浪效应的计算模型。4、首先采用宾汉体模型理论分析了泥石流整体冲击力的断面分布规律,并采用泥石流表面流速修正了冲起高度计算公式;然后改变泥石流容重,沟道坡度,泥石流泥深以及沟道障碍物迎面坡度等参数,进行二维水槽实验,验证理论分析结果;最后提出溃坝泥石流整体冲击力断面分布和冲起高度的计算方法,为堰塞湖溃决后产生的溃坝泥石流灾害风险评估及防治策略提供依据。5、针对以上部分提出的堰塞湖灾害链中地震与滑坡碎屑流综合作用产生复合涌浪的动力效应和堰塞湖溃决后引发溃坝泥石流的动力效应的研究,采用拟建中尼铁路贡普车站工程实例,对堰塞湖灾害链的这两个特殊流体动力效应的风险分析和综合防治进行案例说明。