Landslides：张顺波、史文兵等|贵州关岭滑坡变形破坏机理及运动过程数值评价

在山区，滑坡被列为仅次于地震的第二大破坏性自然灾害，其中由降雨诱发的滑坡也有许多案例。降雨诱发滑坡发生后，其运动轨迹和范围很难确定，具有很强的不可控性和难预测性，这主要受控于岩土体特性和下垫面场地（即坡脚条件、偏转角度、沟谷类型等），对于复杂地形地貌的山区而言更为显著。同时碎屑流间相互碰撞、碎裂解体，与下垫面场地的摩擦效应，各能量间相互转换关系，运动速度的起伏趋势以及碎屑物质和流体的耦合关系也一直是世界难题。以关岭滑坡为模型，基于FLAC/PFC耦合模拟，模拟了关岭滑坡在降雨条件下的破坏和运动全过程。对比了模拟和实际堆积形式，验证了模拟结果的可行性。

（1）受逆断层和降雨的影响，关岭滑坡以左侧先滑-右侧后崩的形式发生破坏，底部单元主要是先剪切破坏-后拉剪复合破坏，以拉剪复合破坏为主，剪切破坏为辅。

图1 关岭滑坡变形破坏的发展演变

（2）关岭滑坡破坏后的运动过程分为4个阶段。速度峰值来源于滑体的前缘颗粒，约为42.7 m/s。总的来说速度峰值的平均值由上到下和从左到右基本呈现出先减后增的趋势。

图2 关岭滑坡运动全过程和阶段划分

（3）滑床基本上是处于压缩的状态，冲击应力在谷底时达到最大，最大主应力和最小主应力范围分别为-4.39×10⁶~-6.92×10⁵Pa和-2.24×10⁵~2.70×10⁶Pa。总体而言冲击应力随运动过程也在不断衰减，滑床的最大主应力迹线与滑体运动方向基本一致。同时随着埋深的增加，最大主应力迹线发生明显的向下偏转。

图3 关岭滑坡破坏后运动特征示意图

（4）流体动力做功和重力势能分别为2.96×10¹²J和4.43×10¹²J，键裂能峰值、动能峰值、滑动能和阻尼能各消耗能量7.77×10¹¹J、1.41×10¹²J、5.55×10¹²J和1.66×10¹²J。最后对比关岭滑坡停止后各剖面滑体的堆积形态，模拟结果与实际情况是吻合的，验证了模拟结果可信性。

图4 关岭滑坡运动过程中各种能量和转化率的监测曲线

图5 关岭滑坡在不同剖面线的堆积形式

相关研究成果在线发表于SCI二区期刊Landslides（IF₂₀₂₂=6.153）。2020级硕士研究生张顺波为第一作者，史文兵教授为通讯作者。论文链接：DOI:10.1007/s10346-023-02059-x