高速滑坡碎裂化過程及運動放大效應的試驗和模型研究

《高速滑坡碎裂化過程及運動放大效應的試驗和模型研究》是依託四川大學，由周家文擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高速滑坡碎裂化過程及運動放大效應的試驗和模型研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周家文
• 依託單位：四川大學

項目摘要

本課題以高速遠程滑坡碎屑流為研究對象，重點研究高速滑坡運動過程中的兩個關鍵問題：滑坡碎裂化並轉化為碎屑流的動力過程及由衝擊鏟刮作用導致的滑坡運動放大效應。採用現場調查、物理模型試驗、理論分析和數值試驗等手段，對高速滑坡碎屑流的動力過程、力學機制及模型進行研究。基於岩石衝擊破碎試驗和滑坡塊體運動碎裂化試驗，提出用於描述滑坡體碎裂化情況的定量化參數；建立用於描述高速滑坡碎裂化過程的力學模型。在大量室內物理模型試驗和數值試驗基礎上，提出滑坡衝擊鏟刮效應的作用機制及其對運動放大效應的影響；重點研究水存在條件下對衝擊鏟刮效應及滑坡動力學過程的影響。綜合滑坡實例統計數據，提出用於估算滑坡運動距離、速度演化及滑坡體積規模放大等災害參數的經驗性公式。研究得到的滑坡災害參數估算模型可為高速遠程滑坡的防災減災提供理論依據，具有較高的研究意義和社會價值。

結題摘要

滑坡災害給人民的生命財產安全構成了巨大威脅，尤其是高速遠程滑坡-碎屑流，其規模大、運動距離遠、致災影響嚴重，如何更好的了解高速遠程滑坡-碎屑流相關動力機制具有重要的科學意義和實用價值。高速遠程滑坡-碎屑流運動過程有兩個科學問題極為關鍵，即運動碎屑化和運動沿程侵蝕放大。 項目採用現場調研、統計分析、常規力學試驗、物理模型試驗、理論分析和數值模擬等手段，通過多年持續系統性的研究，在滑坡運動破碎、沿程侵蝕放大、致災回響、風險評估等方面取得了一定的進展。主要有： （1）基於重錘破碎、霍普金森壓桿試驗以及滑坡塊體運動破碎物理模型試驗，並結合圖像識別、高速影像分析、數據處理等技術手段，揭示了高速滑坡碎裂化的動力學過程，並建立用於描述滑坡碎裂化過程的理論模型，尤其是滑坡塊體衝擊破碎塊體粒徑分布的估算方法。 （2）在對典型災難性滑坡現場痕跡勘測以及歷史滑坡數據分析的基礎上，針對性的設計了多套滑坡物理模型實驗槽，結合力學試驗、理論分析及數值模擬等手段，提出了滑坡運動沿程沖切鏟刮作用機制，並建立了相應的理論模型。 （3）基於典型災難性滑坡現場調研、室內物理模型試驗以及數值模擬，提出了滑坡運動放大效應的力學機制，並結合能量守恆原理及顆粒材料破壞力學等理論，建立了用於描述滑坡運動放大效應的力學模型。 （4）基於數值模擬和理論分析，提出了用於估算滑坡運動距離、滑坡衝擊力、運動速度演化以及滑坡規模放大等災害參數的經驗性公式。 相關成果在國際滑坡領域權威期刊Landslides等上共發表論文21篇；申請發明專利2件，獲授權實用新型專利1件、軟體著作權2件；參加國內外學術會議18次，作特邀報告8次；培養畢業碩士3人、與國內外同行交流合作緊密；獲2018年度教育部科技進步一等獎等科研獎勵多項，在西藏易貢滑坡、汶川地震文家溝滑坡、2017年茂縣疊溪滑坡、2018年金沙江白格滑坡-堰塞湖、雲南魯甸紅石岩滑坡-堰塞湖等災害的相關工作中獲得了套用。