《強震誘發拉裂-滑移型滑坡的瞬態超低摩擦啟動機理》是依託重慶大學，由黃達擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：強震誘發拉裂-滑移型滑坡的瞬態超低摩擦啟動機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃達
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
強震誘發滑坡啟動是一個非常複雜且劇烈的震裂破壞過程，其對滑坡模式甚至運動過程等均有重要影響。汶川地震較多特殊動力破壞現象表明強震誘發拉裂-滑移型滑坡啟動具有瞬態超低摩擦效應。鑒於當前缺乏對這一效應機理的深入認識，以汶川地震為背景，採用試驗、理論研究及數值模擬等方法，開展強震誘發拉裂-滑移型滑坡瞬態超低摩擦啟動機理研究。首先研究強震致使滑動面震裂損傷的動力回響，揭示縱波、縱-橫波時差耦合作用下滑動面的微-細-巨觀多尺度震裂損傷演化，建立滑動面震裂損傷-法向應力波動耦合效應下抗滑阻力及摩擦力動態衰減模型。繼而研究縱-橫波時差耦合作用下順層斜坡和典型滑坡（青川東河口、北川唐家山及安縣大光包）拉裂-滑移啟動過程機制，揭示滑動面及後緣拉裂面附近應力、變形、加速度及聲發射等動力回響特徵。最終在揭示滑坡啟動瞬態超低摩擦動力學機理的基礎上，建立其動力學理論模型。研究成果將創新性豐富地震滑坡機理的基礎理論。
結題摘要
汶川地震等強震觸發的滑坡成因機制十分複雜，具有與通常重力環境下斜坡失穩機制迥異的特徵。其中，最為顯著的特徵是許多大型滑坡滑動面首先被震裂（張性破裂為主），然後高速滑動甚至拋射。針對強震所觸發的滑坡張性破裂及低摩擦啟動這一動力學機制，採用工程地質分析、室內岩石力學試驗、高速旋剪試驗和振動台試驗等手段，結合地震動力學、岩石力學、摩擦力學和運動學等理論，對強震觸發滑坡基本特徵及破壞機制、岩層面等結構面動態拉伸和拉剪力學特性及強度準則、節理面及滑動面動態摩擦特性及滑動摩擦準則、滑坡震裂-啟動動力學模型、孔隙水壓力的形成機制及數學模型、拋射體飛行時空氣動力學效應和撞擊解體機制等從理論到實例套用進行了較為系統的研究，主要研究內容和成果如下： ①對岩體結構面開展了三種動態直接拉伸試驗，揭示了載入速率及循環荷載頻率對結構面強度的影響。 ②發明了一種可在壓剪試驗機上使用的岩石拉剪裝置，基於動態的直接剪下試驗結果，建立了岩體結構面拉伸-拉剪-壓剪統一強度準則。 ③基於振動台滑塊試驗結果，建立了隨滑動速率增加摩擦係數初期增大-隨後弱化的速率依賴性滑動摩擦準則。 ④提出了考慮震裂階段和啟動滑移階段全過程的地震滑坡動力學分析概念。通過對剩餘推力法進行改進並編制了計算程式對算例進行了縱橫地震波時差和相位差耦合動力分析。 ⑤基於節理動態循環剪下試驗、高速旋剪試驗和環剪試驗的結果，得到了節理和滑動面動態摩擦衰減的模型及孔隙水壓力模型，並將其嵌入到DDA代碼。模擬結果表明，節理和滑動面摩擦係數的衰減及孔隙水壓力的升高，都促使滑坡速度和運動距離的增大。 ⑥分析空氣動力效應對滑坡拋射體飛行過程的影響表明，作用於拋射體上的水平向推動力及豎直向的擎托力，共同導致了拋射體更長的飛行時間和更大的運動距離。 研究成果在地震滑坡機理、災害預測及風險控制方面具有較好的理論價值及套用前景，並推動了岩體動力學的發展。
