川藏铁路高山峡谷区高速远程滑坡自激振动悬浮减阻、流变转化停积就位及阻滞耗能复合防控机理研究

Rock avalanche dynamics and corresponding disaster mitigation strategies are great challenging pioneering issues in the field of earth science over the world. As a natural field with Chinese characteristics for the study of geological environmental effect of key projects and mitigation strategies of geological disasters, the giant potential rock avalanches, developed in the southeast mountain chains of Qinghai-Tibet Plateau, threaten the planning, construction and operation of the Sichuan-Tibet Railway. Relying on the construction of the Sichuan-Tibet Railway, a multidiscipline study will be conducted firstly to learn the pregnant environments and disaster-inducing modes of rock avalanches with their engineering geological models built. Then, a series of physical model tests, fine numerical simulation and in-depth theoretical analysis will be carried out to reveal the granular leidenfrost effect induced by self-excited vibration and rheological emplacement mechanisms of rock avalanches, and corresponding disaster mitigation strategies based on energy dissipation theory, providing scientific basis and technological supporting for the sustainable socio-economic development in the Chinese mountain areas, but also insight into the global mountain areas. This research will reveal the environmental impact of serious geological disasters and large-scale human engineering activities, and advance understanding of the disaster theories and mitigation strategies of geological disaster chains.

高速远程滑坡动力学及灾害防控机理是国际地球科学领域亟待解决的重大前沿性课题。青藏高原东南缘高山峡谷区作为具有我国特色的重大工程地质环境效应与重大地质灾害防控研究的天然试验场，其复杂地质环境条件下所孕育的高速远程滑坡灾害，是影响川藏铁路等重大工程前期规划、中期建设和后期安全运营的重大工程地质问题。以川藏铁路为依托工程，本项目通过多学科联合手段，研究高速远程滑坡的孕灾环境及成灾模式，概化不同类型高速远程滑坡的几何学、运动学、动力学工程地质模型；通过系列物理模型实验、精细数值模拟和深入理论分析，揭示高速远程滑坡自激振动悬浮减阻、流变转化停积就位和阻滞耗能复合防控机理，提出防灾减灾先进技术，为我国山区经济与社会可持续发展提供科学依据，亦可为世界其它高山地区类似工程建设提供借鉴。该研究成果将揭示重大地质灾害和大规模人类工程活动对环境影响的机理，丰富国际地质灾害科学的重大理论和地质灾害链防控理论。

面向国内外地球科学领域亟待解决的学科前沿需求，本项目以川藏铁路为依托工程，以青藏高原东南缘高速远程滑坡灾害为研究对象，紧密围绕“高速远程滑坡动力学机理”这一关键科学问题，从认识规律、揭示机理和防灾减灾三个方面，深入开展了川藏铁路高山峡谷区高速远程滑坡自激振动悬浮减阻、流变转化停积就位及阻滞耗能复合防控机理的研究，为我国山区经济与社会可持续发展提供科学依据。.通过7万多公里行程的高速远程滑坡野外地质翔实调查、近1000组滑坡动力学过程系列物理模型实验、多手段滑坡运动全过程精细数值模拟与深入理论分析，研究团队：厘清了青藏高原关键地带不同类型高速远程滑坡的孕灾背景与停积就位机制；发现了高速远程滑坡在复杂三维地形条件下的运动规律与堆积特征；揭示了高速远程滑坡速率/应力相依摩阻弱化机理、碎屑化运动机理及流变转化远程机理；探索了高速远程滑坡阻滞耗能复合防控机理。研究成果不仅达到国际领先水平，获得了国内外著名专家学者的高度赞誉；同时还应用于川藏铁路线路优化设计，助力国家重大工程建设，并取得良好的成效。.项目研究团队在国内外地球科学与工程地质领域学术期刊上发表论文61篇，其中SCI收录35篇，EI收录10篇；授权专利共计9项，包括发明专利2项，实用新型专利7项；登记软件著作权2项；培养博士后1人，博士研究生8人，硕士研究生40人。