泥石流已成为全球最为严重的自然灾害之一,例如在素来被人们称为―自然博物馆‖的云南小江,泥石流频发,这些频发的泥石流造成了小江堰塞湖的形成且对该区域的公路桥梁等交通设施和农田房屋以及人员等造成严重的破坏和巨大的经济损失。小江由于其典型的出露岩石、复杂的地质构造活动和特殊的地貌形态,以及与自然地理条件之间存在的复杂相互反馈等特点,泥石流频发,且种类齐全,是观测和研究活泥石流的重要素材,因此备受国内外学者的高度关注并成为了泥石流研究者最为青睐工点之一。然而,目前既有关于小江泥石流的研究成果主要集中于其形成、运移和沉积等的某单一因素或边界条件,关于其形成的系统的,跨尺度的研究还较少。故本文通过研究区自然地理条件、地貌形态、小江出露典型的特殊的岩石、我国整体地应力大分布方向和研究区复杂的地质构造等宏观因素到室内重构泥石流密度和流变特性等试验的系统跨尺度的研究方法对小江泥石流进行了科学的认识。阐明了小江泥石流高频、中小型和低搬运能力等物理特性的约束机理。研究成果可进一步提高人们对小江泥石流发生机制的认识,并为同类泥石流的预警和防治等提一定供理论指导,具有重要的理论和现实意义。基于本文的主要研究内容,得出以下主要结论:(1)研究区受到西南夏季风气候的影响,其降雨主要集中于每年5到10月份且占全年降雨的80%左右,同时极端天气对研究区有着显著的影响。因此研究区的自然地理条件使得小江在降雨、温度和湿度等方面为泥石流的发生等过程提供有利条件。(2)通过现场踏勘以及相关资料分析表明出露于小江的地层较为齐全,最早为寒武纪,最新为第四纪,典型的代表性岩石有板岩、千枚岩、页岩、白云岩、砂岩和泥岩其中主要为板岩、千枚岩和页岩的脆性岩石,其中板岩占比超过80%。通过XRD分析得出主要造岩矿物为伊利石、斜长石、石英和绿泥石,其均为黏土矿物且具有遇水膨胀的物理特性。同时研究区出露的岩石具有遇水软化且加速分化的特性,结合研究区干湿交替和降雨集中的气候条件。表明以上气候影响因子产生的结果与岩石软化和进一步分化等有着密切的反馈作用。从而佐证研究区出露岩石为泥石流发生、运移等过程提供了丰富的物源物质以及与其物理特性之间的密切关系。(3)基于资料文献分析和实地踏勘,我国范围内地应力的主应力轴迹线方向以东经106°为界线,以青藏高原为中心向四周呈现出发射状且以偏离中心向右分布。研究区位于青藏高原东南缘且受到历史时期构造活动的持续影响,控制整个研究区的构造活动小江断裂带呈现左旋运动的规律。通过野外实地勘察,局部范围内岩层产状大幅度变化和区域性产状明显的特性,例如近似水平和垂直广泛分布于该研究区。这也表明历史时期和现阶段仍在活动的复杂的地质构造活动成为研究区岩石破碎、斜坡体稳定性以及加快地貌形态进一步演化的控制因素,从而表征研究区复杂的构造运动与其泥石流相关物理特性之间的密切关系。(4)小江受到金沙江侵蚀基准面的控制,因此小江下切作用一直在持续即对小江地貌形态演化的影响仍将持续。同时小江受到复杂的当前仍在活动的构造运动影响和控制,形成小江两岸其最高海拔约3800 m,最低处约1400 m。其高低海拔相差为2400 m即表明小江流域内海拔高差使得流域内形成坡度较大的斜坡体。这一地貌特性为重力势能的转化提供充分的条件,因此研究区地貌形态与其发生的泥石流有着显著的因果关系。(5)以我国典型高山远程非冰川怒江东月各泥石流为参考对象,来表征小江泥石流的相关物理特性。通过对比小江和怒江东月各重构泥石流最大上限粒径为2 mm时指数变化范围:小江泥石流最小密度为1.610 kg/cm~3,最大为1.950 kg/cm~3,怒江东月各泥石流最小为1.702kg/cm~3,最大为2.045 kg/cm~3。表明小江泥石流具有低密度的特性。在此约束条件下讨论分析超孔隙水压力峰值差异:其平均数分别为0.755、0.813。通过讨论分析小江和怒江东月各重构泥石流屈服应力的规律性和差异性:小江和怒江东月各泥石流屈服应力平均值分别为30.665 Pa和68.422 Pa,表征小江泥石流流变特性屈服应力的平均值小于怒江重构泥石流。表明小江泥石流具有低搬运能力这一重要的物理特性。