考慮滑床摩擦弱化的大光包滑坡運動機制DDA數值模擬研究

作者：劉倫杰,富海鷹,張迎賓,王金梅,王慶棟,相晨琳,程謙恭

摘要：2008年汶川發生M S8.0級地震,此次地震觸發了大約20萬處滑坡,其中大光包滑坡是汶川地震觸發的最大規模的滑坡,其復雜的高速遠程運動機理引起了國內外學者的廣泛關注。本文結合熱分解及動態結晶將地震中斷層間摩擦弱化機制(閃速加熱導致熱分解及粉末潤滑)運用于大光包滑坡高速遠程運動的模擬。本文通過修改非連續變形分析(DDA)程序中強度參數的輸入方式,以基于速度變化的強度參數取代原DDA程序中的常數強度參數,進而實現了摩擦系數隨接觸兩側相對速度變化的動態調整。運用修改后的DDA對大光包滑坡的運動過程進行模擬。模擬結果表明滑床摩擦弱化是導致大光包滑坡高速遠程運動特征的重要原因,修改后的DDA由于考慮了滑床摩擦弱化能夠更加合理地模擬滑坡的高速遠程運動特征,本文模擬的大光包滑坡在地震作用下失穩后,由于滑床摩擦弱化,更多的能量轉化為動能,高速滑體掠過黃洞子溝后,爬上對面的平梁子,最終由于平梁子的“急剎車”作用,滑體停止運動。與修改前DDA相比,修改后的DDA對大光包滑坡運動過程和最終堆積形態的模擬結果與已有文獻記載和野外調查結果相吻合。這也間接證明了大光包滑坡滑動過程中由于白云巖間摩擦閃速加熱導致熱分解及粉末潤滑造成的摩擦系數降低,可能是造成大光包滑坡高速遠程運動的重要原因。

發文機構：西南交通大學土木工程學院 西南交通大學交通隧道工程教育部重點實驗室 西南交通大學地球科學與環境工程學院

關鍵詞：地震滑坡摩擦弱化大光包滑坡非連續變形分析高速遠程滑坡Earthquake-induced landslidesFictional weakeningDaguangbao landslideDiscontinuous deformation analysisHigh-speed and long-runout landslides

分類號： P642.22[天文地球—工程地質學]