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我院在高速远程滑坡动力学研究领域取得重要进展

发布时间:2017-11-15 11:55:40   浏览量:

       近日,我院张明副教授在高速远程滑坡失稳启动和运移机理方面的研究取得重要进展,研究成果分别发表在国际权威地学期刊Earth and Planetary Science LettersGeophysical Research Letters上。

我国是高速远程滑坡的频发区,特别是近年来由其造成的群死群伤事件接连发生。高速远程滑坡动力学主要由失稳启动和碎屑流运移两个部分组成。因此,揭示其失稳启动和运移机理是对高速远程滑坡进行防治和预测预报的关键。但是,目前的研究还没有取得大家普遍接受的成果。

在高速远程滑坡失稳启动机理方面,张明团队以武隆鸡尾山滑坡为例,从其滑带矿物成分和强度变化角度出发,利用DNA测试、微生物培育、透射/反射荧光显微镜有机物成分测试和扫描电镜等手段,获取了滑带炭质页岩的结构、无机物和有机物组分、微生物菌群及它们的功能。结合鸡尾山滑坡的失稳模式,提出该滑坡的发生除了受地层、构造、岩溶和采矿等因素的影响外,微生物对滑带炭质页岩中腐殖质和腐泥质类有机物的分解使其剪切强度和延展性降低,是滑坡发生的重要原因之一。采矿加速了地下水的循环,因此加速了微生物的繁殖和它们对滑带中有机物的分解,进一步加速了坡体的失稳。该成果以“Is air pollution causing landslides in China?为题发表在Earth and Planetary Science Letters(T1,4.409)上。



                鸡尾山滑坡滑带的组分、层间剪切和扫描电镜影像

     相关链https://authors.elsevier.com/a/1V--T,Ig49OSJ 此链接可以下载pdf全文

针对滑坡碎屑流的运移机理,张明团队以环剪试验和激光粒度仪为手段,模拟碎屑流运动过程中碎屑颗粒之间的相互剪切过程,研究法向应力、剪切速率和剪切应变等因素对颗粒受力状态和破碎程度的影响。研究认为滑坡碎屑流运动过程中,除了表层10 m的碎屑颗粒外,绝大部分颗粒以密实颗粒流的形式运动,相互之间发生剪切,当剪应力大于其抗剪强度时便破碎成更小的颗粒。而颗粒破碎过程中释放的应变能以波的形式传播,使颗粒之间的正应力降低,减小了颗粒之间的摩擦阻力和能量耗散,从而促进了碎屑流的高速远程效应。此理论能够更好地解释滑坡碎屑流堆积物的“反粒序结构”,因而能够更好地揭示碎屑流的高速运移机理。该成果发表以“Rock avalanche deposits store quantitative evidence on internal shear during runout”为题发表在Geophysical Research LettersT1, IF: 4.253上。

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不同法向应力下经历不同剪应变碎屑颗粒的级配曲线

相关链http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GL073774/full此链接可以下载pdf全文