evo视讯(中国)

在强震区滑坡堵江灾害链推演技术研究方面取得进展

发布时间 :2023-08-25
  我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一 ,其中链生型灾害造成的损失超过50% 。滑坡堵江是一类典型链生灾害 ,在我国西部高山峡谷地区的历史强震中频繁发生 ,如唐家山堰塞坝(2008汶川地震) 、红石岩堰塞坝(2014鲁甸地震) ,严重影响水电 、交通等重大工程安全 ,强震区滑坡堵江灾害风险防控技术研究需求迫切 。然而 ,地震—滑坡—堵江灾害涵盖强震下岩土失稳导致滑坡启动 、滑体沿斜坡运动 、滑体入江堆积成坝多个物理环节 ,致灾因子众多 ,链生过程复杂 ,发展高效 、准确的灾害链推演技术对于风险防控至关重要 。

  针对这一问题 ,中国科学院武汉岩土力学研究所岩土工程抗震安全组研究人员通过深入分析地震—滑坡—堵江灾害链的能量演化特征 ,建立了各个物理环节的动量守恒方程 ,充分利用物质点法(MPM)兼具拉格朗日和欧拉算法的优势 ,发展了岩土体与水体相互作用的两相双质点MPM 。该方法在一套背景网格下 ,分别采用一套固相质点(如M-C模型)表征岩土体 、一套液相质点(如人工状态方程)描述水体;固 、液相质点同时与背景网格的计算节点相互映射 ,映射过程中两套质点之间发生动量交换 ,从而实现水力强耦合模拟 。首先 ,通过模拟美国Lituya海湾滑坡岩土体与水体的相互作用过程 ,两相双质点MPM的有效性得到了验证;在此基础上 ,推演了2011年湖北十堰市二荒村滑坡堵江灾害链生全过程 ,通过分析速度场与动能 ,揭示了高速滑动 、涌浪制动 、堆积成坝三个环节呈现的滑体运移模式 、滑体—水体作用机制 、堰塞坝堵江特征;最后 ,建立了强震区U型河谷滑坡涌浪概化模型 ,通过定义系统能量转换比 ,从能量角度系统揭示了灾害链生过程中滑坡与水体的动力相互作用机制 。研究成果为强震区滑坡堵江灾害链推演与风险评估提供了理论方法与技术支持 。

  研究成果得到了中国科学院青年创新促进会(2021325) 、面上项目(51779250) 、中国科学院国际合作局国际伙伴计划项目(131551KYSB20180042)的资助 ,相关研究发表在Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 、Engineering Analysis with Boundary Elements 、工程科学与技术(原四川大学学报(工程科学版))等学术期刊 。

附件下载 :