基底侵蚀对高速流动性滑坡运动性影响的模拟分析

高速流动性滑坡运动距离远,破坏性强。这类滑坡在运动过程中常裹挟大量的松散物质,导致滑坡的体积和致灾范围增大,该现象被称为基底侵蚀效应。以往的研究指出基底侵蚀效应对这类滑坡的运动性有显著的影响,但却很少有研究考虑其对滑体性质的影响,以及如何对其进行量化。因此,本文基于动量守恒原理建立了考虑基底侵蚀效应的滑坡运动模型,利用有限差分法求解,并依据滑坡的侵蚀深度来计算侵蚀导致的滑坡性质变化。利用改进的模型对陕西泾河南岸的西庙店滑坡进行模拟分析。结果表明,滑坡运动可分为启动加速阶段(0~5 s)和运动减速阶段(5~14 s)。在启动加速阶段,基底侵蚀程度低,对滑体运动的影响较弱。而在运动减速阶段,基底侵蚀效应降低了滑带土强度,对该滑坡的运动产生了明显的促进作用,致使其发生远程运动。此外,对比考虑和不考虑基底侵蚀两种工况的模拟结果还发现,考虑这种影响时,模拟所得的运动范围及地形与实测吻合良好,而未考虑时模拟所得运动范围明显偏小。因此,本文的模型可对这类滑坡的运动过程进行更为有效的模拟。

基底侵蚀作用下泥石流动力过程分析

基底侵蚀是运动物体与浅层地表在沿非滑动接触面剪切的时候而产生的相互作用,该作用可以改变泥石流系统的动力作用机制,从而影响泥石流的危害程度,是泥石流研究中的一项重要议题。本研究提出侵蚀率概念,分析了初始运动物质与夹带物质系统的侵蚀关系;同时建立了相关的数学模型和流变本构的数值实现,构建了数值模拟试验进行参数化评估。详细阐述了基底侵蚀作用对泥石流运动行为和整体流动性的影响。选取的流变模型和参数会产生比较好的模拟结果,侵蚀速率概念以及无量纲形式和动态模型的提出会给具有强烈侵蚀泥石流分析提供一套科学的潜在应用,也为地质灾害防治提供一定的技术参考。

青藏玉树兵达高速远程滑坡野外调查及运动模拟研究

青藏高原地区地质条件复杂,滑坡灾害频发,但区内有关液化型高速远程滑坡的研究相对较少。为研究此类滑坡形成的重要机制,以青藏高原东北部一处典型高速远程滑坡——玉树兵达滑坡为例,在详细的地质调查基础上初步分析其形成机制,并利用一套基于有限差分法可以考虑液化和基底侵蚀作用的准三维计算模型模拟其运动过程。野外调查结果表明:该滑坡于2017年强降雨触发源区崩坡堆积层破坏启动,失稳滑坡体对饱和松散堆积层的不排水加载和运动剪切作用所引起的滑带土液化,是滑坡低摩阻高速远程运动的主要原因;数值模拟结果表明:滑坡历时约110 s,最大速度可达24 m/s,除局部加速外,滑坡速度整体呈“急剧加速-持续减速”趋势,模拟所得的滑距、速度及堆积范围与现场调查结果吻合度较高,此外模拟证实基底侵蚀作用可增加滑坡的运动距离。