我国西部强震区内滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害广泛分布,且高发频发,各类地质灾害夹带的松散物质极易堵塞狭窄的沟道和河道,形成类似于大坝的堰塞坝。堰塞坝不仅会导致回水淹没上游地区,而且一旦溃决,则往往诱发洪水和泥石流灾害,形成链式灾害,危害极大。由于堰塞坝溃决过程非常快,很难实时收集溃决时坝体轮廓变化和内部动力变化信息,且其溃决过程复杂、影响因素众多,开展相关研究极为不易,导致目前国内外对堰塞坝溃决动力演变过程及临界条件研究较少,已成为当前地质灾害链研究的重点和难点,急需开展研究。因此,本研究以强震区典型泥石流沟--构林坪沟内滑坡坝为原型,在收集基础资料、野外调查、实时监测、开展室内外土水力学参数测试的基础上,以室内水槽模拟实验为主要研究手段,设计由坝体尺寸、颗粒级配、低槽坡度和上游流量等不同控制因素组合的8组堰塞坝模拟情景,开展了堰塞坝漫顶溃决模拟实验,分析了堰塞坝漫顶溃决的动力演化过程,建立了堰塞坝的溃决纵向演化模式,探究了关键控制因素对坝体溃决过程的影响和作用,以揭示该类堰塞坝的溃决机理;并基于此,推算堰塞坝溃决的临界水力条件,并结合实际灾害事件对研究结果进行验证,以此为堰塞坝的监测、预警和应急处置提供科学依据和技术支撑。主要结论如下:(1)堰塞坝坝体内含水率变化趋势:溃决前,湿润锋整体由坝体迎水坡向背水坡、由底层至顶层逐步推移,缺口面的入渗过程及湿润锋推进速度均快于无缺口面。(2)堰塞坝坝体溃决过程可分为侵蚀启动、侵蚀加速和侵蚀减弱平稳这三个阶段。其中,堰塞坝纵向表面轮廓变化过程为:溃决开始时水流较小,侵蚀最先发生于缺口处,侵蚀的颗粒物质沉积于背水坡坡面上,造成坝体坡面轮廓不平整;随着缺口增大,水量增大,不平整的坝体坡面轮廓由于水和沉积物的快速流动而迅速变平;随着坝前水位降低,水动力减弱,坝体变化量减小,且在坝脚附近有沉积物聚积。堰塞坝坡面横向轮廓变化主要表现为,在侵蚀启动阶段,背水坡发生下切侵蚀;在加速侵蚀阶段,侧向、垂向侵蚀增强,溃口两测土体发生崩塌;在侵蚀减弱平稳阶段,溃口两侧发生侧向侵蚀。堰塞坝溃决过程中存在边坡失稳、“陡坎”及崩塌三种重要侵蚀现象。(3)在侵蚀加速和侵蚀减弱平稳阶段,坝体横截面坝顶中点,背水坡顶点和背水坡坡面中点的侵蚀速率和剪切应力具有线性关系。且坝体中部的抗侵蚀能力强,背水坡面抗侵蚀能力较弱。(4)基于对堰塞坝溃决过程纵向坡面轮廓变化和侵蚀速率的统计分析,提出了新的堰塞坝溃决纵向演化模式:侵蚀速率沿着水流方向先增加后减小,最大侵蚀点呈现溯源移动,且在堰塞坝坝体中部达到最大。(5)底槽坡度、坝体尺寸、上游来水流量、坝体中值粒径是堰塞体溃决过程中的关键控制因素。在中值粒径小于5mm的堰塞坝中,中值粒径越大,渗透系数越大,溃决前土体饱和范围越大,使得侵蚀速率增大,缩短了主要溃决过程历时。上游来水量和底槽坡度越大,水动力越强,加大了对坝体的侵蚀,缩短了主要溃决过程历时。坝体尺寸越小,土体物质越少,其抗侵蚀能力也越弱,则主要溃决过程历时越短。(6)以不均匀沙的起动速度和溃口流量作为切入点,提出漫顶溃决临界水头公式,并在实际临界溃决水头的验证中得到较好的模拟结果:(?)以上研究结果揭示了滑坡型堰塞坝溃决的动力演化过程、各控制要素对其过程的影响作用和溃决临界水力条件,弥补了该类堰塞坝溃决研究的不足,研究结论可为强震区滑坡型堰塞坝溃决的科学监测、准确预警和应急处置,以及强震区地质灾害链的防灾减灾提供科学依据和技术支撑。