大型低速滑坡动力学模式与活动机理研究

Slow moving landslides distrubute widely in the world. Such kind of landslides often cuases severely damage to residents' buildings and infrastrctures in mountaineous areas. As to kinematic behavior and mechanism of the landslide, there have been arguments, which are the motivation of the proposal. This proposal will focus on kinematic behavior and mechanism of slow moving landslides with particularly emphasis on several large active slow moving landslides in the areas of Bailong River and the Three Gorges reservior of in China. Main objectives of the study are: 1) to clarify what the critical facrors controlling kinematic behavoir of the landslide are, e.g., creep or fluctuation of pore water pressure, or others,？what difference is between residual shear strength, long term shear strength of the landslide' slip zones, and what the role of these strength play in kinematic mechanism of the landslide? 2) to develop a model which can be used to simulate kinematic process of the landslide with different scebarios, and thus to be used to predict their crisis episodes of the landslide. The methods to be employed in the study include: filed monitoring using GPS, InSAR, inclinometers and piezometer etc., labaratory creeping tests of landslides' slip zones under different conditionss and numerical modeling using the model developed in the study.

低速滑坡在自然界中广泛分布，对山区居民建筑和基础设施时常造成严重危害。然而低速滑坡的动态有多种模式。目前，对于这类滑坡的动态特征及其控制因素在国内外滑坡研究领域有诸多争议。本项申请拟以我国滑坡灾害严重的白龙江流域和三峡库区中正在活动的大型低速滑坡为例，采用野外调查、现场监测、室内试验、数值模拟等多种手段，借助非线性流变力学、损伤力学等理论，对这类的滑坡动力学模式及活动机理进行系统研究。研究主要目的是弄清控制低速滑坡动态及活动机理的关键因素，尤其是滑带土流变行为、滑坡内孔隙水压力、河（库）水位等动态因素的在不同类型低速滑坡中的相对作用及其机理；弄清滑带土流变行为及其与滑带残余强度、长期强度的关系；建立能够反映滑坡演化特征以及动态因素作用的动力学模型，在反演拟合基础上，预测滑坡演化趋势，尤其聚焦演化过程中的危险时段。

低速滑坡是自然界中分布最广泛的滑坡类型。本项研究以白龙江流域和三峡库区中典型的大型低速滑坡为研究对象，在野外调查、现场监测基础上，采用室内试验、高分影像分析和解析与数值分析等多种手段，对不同地质环境中低速滑坡动态规律的主控因素、不同状态下滑带蠕变行为、滑坡动力学模式、滑坡活动机理进以及滑带变形破坏的流变本构模型、数值模型等进行了研究。主要结果如下：.1、白龙江流域的（舟曲地区）大型低速滑坡中，地形和滑带性质控制作用80-55%，断层控制作用20-45%，河流冲刷作用小于10%。三峡库区大型低速滑坡活动受水库蓄水后孔隙水压力增大激发，间歇性活动受库水位波动造成的孔隙水压力控制，当库水位下降速率大于0.8m/d时，滑坡活动加剧。这些发现可为滑坡灾害防治提供重要依据。.2、复活型和新生型低速滑坡分别受残余状态和峰值状态下滑带蠕变行为控制，滑带长期强度是与状态相关的变量。残余状态下，当长期强度为残余强度1.1-1.4倍时，滑带蠕变从衰减蠕变迅速进入加速蠕变，缺失等速蠕变；峰值状态下滑带进入加速蠕变的长期强度为峰值强度0.69-0.95倍；两种状态下滑带长期强度与角砾含量正相关，蠕变持续时间分别与角砾含量正相关。这些发现在理论上明确了残余强度与长期长度的关系与作用，实践中对滑坡评价的参数选取具有重要指导作用.3、构造活动区大型低速滑坡动力学模式具有分块解体特性及长期缓慢性和短期间歇性。舟曲泄流坡滑坡滑坡中后部及滑坡中后部位移量最大，滑坡前部和后部位移量较小，年位移速率0.49-5.64m；锁儿头滑坡滑坡中部和前部活动速率大于后部，滑坡中部侧缘靠近断层部位尤其活跃，年位移速率0.82～2.94m。这些结果澄清了业界对这两个滑坡的诸多争议。.4、基于非线性流变力学及其与损伤力学的耦合，建立了残余状态下滑带变形破坏的流变本构模型与数值模型，预测锁儿头滑坡、泄流坡滑坡在VIII地震条件下可能发生局部的剧烈活动，活动区域分布在滑坡中前部和中部，这一结果两个滑坡的灾害预防具有指导意义。