地震滑坡碎屑流动力学参数确定的试验研究

本课题依托汶川地震触发的典型滑坡碎屑流为研究对象，采用现场调查、室内试验、理论分析和数值试验等手段，对地震滑坡碎屑流动力学参数的确定问题进行研究。通过岩石室内试验和数值试验的对比分析，研究岩石试验参数与数值参数之间的关系；提出碎屑流滑坡的滚动摩擦系数概念，通过开展滑坡碎屑流室内模拟试验，引入近距离数码照相测量技术来提取碎屑流滑动过程的信息数据，结合数值试验来确定碎屑流的滚动摩擦系数，并研究其主要影响因素。结合概念模型和滑坡实例的数值试验，重点研究滑坡碎屑流动力学参数与滑坡灾害评价参数（滑坡深度和体积、滑动速度和距离、堆积厚度和范围）之间的关系。研究得到的数值参数经验取值及灾害评价参数可为地震滑坡碎屑流的防灾减灾提供理论依据，具有较高的研究意义和社会价值。

课题通过大量的室内岩土体力学试验及滑坡-碎屑流物理模型试验，结合理论分析和数值模拟手段，对岩土体变形破坏过程、地震滑坡碎屑流的形成机理、滑坡动力学过程、堆积及致灾范围等问题取得了一定的进展。课题制定的三大部分研究内容已基本完成，并结合其他课题的研究对本课题的研究内容有所拓展。课题研究目标及其实现情况如下：.（1）通过开展大量的岩石室内压缩试验和松散堆积物力学特性试验，掌握了汶川地震灾区典型岩土体的强度变形特征及力学参数取值范围；通过比较数值模拟结果与室内试验结果，建立了岩土体室内力学参数和数值之间的关系；.（2）通过室内滑坡碎屑流物理模型试验，掌握了滑坡方量、颗粒物质组成、下垫面条件、地形坡度条件等对滑坡运动、堆积及供给沟道过程的影响规律；结合滑坡运动及供给沟道数值试验，掌握了滑坡方量、颗粒粒径大小、地形地貌等对滑坡动力过程的影响规律。结合室内物理模型试验和数值反演分析，确定了滑坡碎屑流滚动摩擦系数的取值范围：室内滑坡碎屑流一般在0.1-0.3之间，实际滑坡尺度该参数一般在0.2-0.6之间。.（3）通过对汶川地震触发的东河口滑坡、杨家沟滑坡等实例进行分析，获得了地震条件下滑坡碎屑流的动力过程：地震斜坡失稳破裂运动堆积；结合物理模型试验和滑坡数值试验成果，掌握了岩体力学参数及滚动摩擦系数对滑坡动力过程的影响规律。.课题研究期间与国内外多位研究同行开展了合作交流工作，为本课题的顺利实施提供了良好的支撑。课题研究期间共发表科研论文18篇，其中SCI检索9篇、EI检索6篇，论文发表在Landslides、Journal of Asian Earth Sciences、Engineering Geology、岩石力学与工程学报、岩土力学等国内外权威学术期刊上。课题执行期间，共参加国内外学术会议交流8次，并作关于滑坡碎屑流研究进展方面的分组报告2次。获授权实用新型专利2项，培养硕士研究生2名。