大型地震滑坡碎屑化动力学机理与定量风险研究

Large-scale seismic landslides are the most serious secondary hazards in 5.12 Wenchuan earthquake due to their characteristics of strong dynamic, fragmentation, long-distance and high-speed, which have caused a large quantity of casualties and property losses. The large-scale seismic landslides have the unique dynamic characteristics that the others do not possess. Therefore, the applicant will base on the typical seismic landslide and combine with the method of the field investigation, the model experiment, the theoretical analysis and the numerical experiment in order to reveal the fragmentation dynamic evolution mechanism of large-scale seismic landslides, reappear and predict the deposition processes of large-scale seismic landslides through building the dynamic simulation platform with independent intellectual property and constructing the hazardous areas prediction model. Furthermore the dynamic interaction between large-scale seismic landslides and bodies bearing disasters would be studied, the impacting damage mechanism would be revealed and the vulnerability assessment model of large-scale seismic landslides would be constructed. Based on this, the quantitive risk analysis method based on the dynamic processes of large-scale seismic landslides would be built and the basic theory support of disaster reduction of potential large-scale seismic landslides in pleistoseismic zone would be provided. The research accomplishments would guild for planning town construction, selecting road lines and the siting of major engineering projects.

大型地震滑坡以其超强的动力特性、碎屑化和远程高速的特点而成为5,12汶川地震最为严重的次生地质灾害，并造成大量人员伤亡和财产损失。大型地震滑坡独特的动力学特性是其它滑坡所不具备的，为此，以典型地震滑坡灾害为研究对象，通过现场调查、模型试验、理论分析和数值试验等手段相结合，揭示大型地震滑坡碎屑化动力演化机理，搭建具有自主知识产权的大型地震滑坡动力学仿真平台，构建大型地震滑坡危害区域预测模型，再现或预测大型地震滑坡运动-堆积过程；研究大型地震滑坡与承灾体的动力相互作用，揭示大型地震滑坡对承灾体的冲击破坏机理，构建大型地震滑坡易损性评价模型；在此基础上，建立基于大型地震滑坡动力过程的定量风险分析方法，为我国强震带潜在大型地震滑坡减灾提供基础理论支撑，研究成果对我国强震带城镇建设规划、道路选线、重大工程建设选址具有重要的指导意义。

5.12汶川强烈地震诱发了大量的山体滑坡，滑坡分布范围之广、数量之多、规模之大、危害之严重为国内外所罕见。其中规模在10万立方米以上的大型地震滑坡约占滑坡总数的20％以上，大型地震滑坡还堵断河流，形成了众多堰塞湖，仅四川省境内9个县市、10条河流上就形成了34座有重大危害的堰塞湖。与普通滑坡相比，大型地震滑坡具有埋设较深，碎屑化、远程高速的特点，常常造成重大的经济损失和人员伤亡等特点。如何定量评估大型地震滑坡动力演进过程及其风险是国际学术界关注的热点和难点问题。为此，本项目以大型地震滑坡为研究对象，揭示大型地震滑坡动力演化机理，再现或预测大型地震滑坡的动力过程；研究大型地震滑坡对承灾体的冲击破坏机理，建立大型地震滑坡易损性评价方法，构建基于大型地震滑坡动力过程的风险分析，搭建具有自主知识产权的大型地震滑坡动力学仿真平台，为强震带潜在大型地震滑坡预测与数值风险评估提供基础理论支撑。.本项目通过4年时间的研究，在大型地震滑坡形成机制、动力研究过程的物理模型与数值算法、滑坡堵江与堰塞湖形成演化的物理模型与过程模拟、滑坡与结构动力相互作用机制研究等方面取得系统创新性成果：.（1）建立了地震滑坡灾害形成机制的非线连续变形与数值流行模拟算法，为高烈度区潜在地震滑坡预判提供重要理论支撑，进而为潜在地震滑坡预处置方案制定，变灾后被动救灾为灾前主动减灾提供支撑。.（2）构建了大型滑坡动力演进的热-水-力耦合模型、滑坡沿程侵蚀模型，揭示了滑坡规模放大机制，破解了滑坡超强流动性机理，破解了地震滑坡动力演进定量预测难题、为地震滑坡危害范围及其动力学参数的确定提供理论支撑。.（3）揭示了地震滑坡入水堵江与涌浪传播机制，实现了滑坡堵江与堰塞湖形成全过程模拟与预测；.（4）研究了滑坡与结构相互作用机制，构建了基于MPM实现了地震滑坡与结构相互作用的流固耦合数值模拟方法，为地震滑坡易损性定量评价、滑坡防治工程优化设计提供理论支撑。.本项目共计发表学术论文36篇，其中SCI论文：15篇、EI检索论文：12篇；授权发明专利3项；出版学术专著2部；编制地方规范1部;实施试验示范工程4处，为成兰铁路建设、西藏樟木滑坡防治、川藏铁路选线以及汶川地震灾后重建等重大工程减灾提供科技支撑。