泥石流是一种破坏力极强的地质灾害,每年都会给我国带来巨大的人员伤亡和财产损失。泥石流是一种两相流,液相为水和细颗粒组成的具有一定黏性的浆体,固相为粗颗粒为主的固体颗粒。由此泥石流所蕴含的冲击力可以分为两部分,一部分是液相冲击力,另一部分是固相冲击力。实验研究和理论证明,相同体积、相同运动速度的固相冲击力比液相冲击力大。因此,要减小泥石流的破坏力,最经济有效的方法就是减少固相的冲击力。水动力条件是泥石流爆发的关键因素,控制水动力条件能显著减小泥石流的规模。泥石流防治工程中,水石分流的设计能够将松散物质有效地与水流分开,洪峰流量的消除,可以阻止固相大颗粒的起动。研究大颗粒的起动条件,对减小泥石流发生规模具有重要的理论和现实意义。论文考虑三种典型的泥石流类型中的大颗粒起动状况,建立泥石流沟道内大颗粒的滚动起动模型;其次,针对不同泥石流类型,分析起动对象颗粒所受到的外力;应用概率论方法,对各外力力臂进行理论计算;求解力矩平衡方程得到大颗粒起动流速的解析解;分析环境因素中坡度、液相容重等对颗粒起动的影响。基于以上理论分析,得到了这三种泥石流中大颗粒起动的临界水动力条件。针对稀性泥石流和黏性泥石流,大颗粒的起动受浆体冲击为主,而浆体冲击力与流速关系密切,因此论文采用断面流速作为稀性泥石流和黏性泥石流中大颗粒起动的判据。针对水石流,大颗粒的起动由于受到固相的冲击作用为主,层移层起动厚度与水深关系密切,因此采用水深作为水石流中大颗粒起动的判据。通过研究泥石流中大颗粒起动的临界条件,对泥石流防治工程,特别是水石分离等排水设施的设计具有重要的指导意义。