火后泥石流是一种较为特殊的灾害现象,它是指发生森林火灾后,沟道发生泥石流的频率增加。2014年6月1日,位于甘孜州乡城县正斗乡仁额拥沟流域上游的元根山发生森林火灾,大火历时4天,于6月5日10时许才被扑灭。而后,受局部强降雨的影响,仁额拥沟分别于2014年6月8日及2015年8月24日相继发生两次特大泥石流灾害,不仅造成了巨大经济损失,还严重威胁了当地居民的生命财产安全。本文以仁额拥沟泥石流为研究对象,在收集相关地质资料及前期勘查资料的基础上进行了研究区泥石流的详细调查,包括火烧迹地情况、泥石流的物源、沟道条件及发育历史,分析研究了仁额拥沟泥石流发育的自然地理环境条件、泥石流的发育特征及森林火灾对泥石流的致灾作用并利用室内人工降雨模型试验进行火后泥石流的模拟,最后在此基础上对仁额拥沟火后泥石流的成因机制进行初步探索研究。本文的主要研究工作和成果如下:(1)通过收集大量的水文、气象和区域地质等资料,结合野外实地调查,对仁额拥沟泥石流形成的环境条件进行了分析,说明其所处的区域地质环境条件有利于火后泥石流的形成与发展。(2)对仁额拥沟上游元根山火烧迹地进行了详细的调查,并着重从火烧对植被破坏、土体物理性质、微结构及力学性质四个方面分析了森林火灾对泥石流的致灾作用。(3)构建了室内人工降雨模拟试验装置,分别对由未火烧土和火烧土构筑的坡面进行人工降雨试验,通过对比分析两组试验坡面泥石流的形成过程,揭示了火后泥石流的形成过程。(4)基于人工降雨模型试验,对比分析了非火烧土和火烧土在前期降雨条件下土体含水量及孔隙水压力的变化规律;不论对于非火烧土还是火烧土坡体,不同时期的表层土体和深层土体的含水量都是有差异的,因为水的入渗和蒸发都需要一定的时间。但是孔隙水压力的变化趋势却相差甚大。对于火烧土而言,其开始入渗阶段是相对紊乱的,说明火烧后土体的渗透性能发生了显著变化。最后对比分析了强降雨短历时和径流共同作用下坡体局部饱和阶段、蠕滑阶段、滑流阶段和沉积阶段随试验进行的变化过程。(5)仁额拥沟泥石流的形成是森林火灾和强降雨共同作用的结果,其成因可归纳为森林火灾与物源以及连续降雨与水源两个方面。森林火灾影响泥石流发生的物源条件。森林火灾发生后,火烧迹地坡面松散的泥沙和大量的灰烬是仁额拥沟火后泥石流发生的重要物源。森林火灾引发泥石流所需要的降雨阈值,森林火灾后,仁额拥沟泥石流发生所需的雨量、雨强条件和水动力条件都显著降低。此外,森林火灾后灰烬成分能够促进泥石流的发生。