崩滑灾害临界位移演化的指数律.doc

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1、崩滑灾害临界位移演化的指数律秦四清，王媛媛，马平(中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室，北京100029)摘要：基于锁固段概念和重正化群理论，从新的思路和视角出发，提出崩滑灾害临界位移演化的2个指数律，发现斜坡失稳的临界位移与加速蠕变起点的位移和锁固段的个数有关。第一律适用于斜坡的脆性破坏分析，例如岩崩、滚石和岩体倾倒破坏；第二律适用于斜坡的蠕变破坏分析预测，例如岩滑、堆积层滑坡、黄土滑坡以及含锁固段的黏土滑坡。多个典型滑坡实例分析表明上述指数律的广泛适用性与可应用性。所提出的方法能够在崩滑灾害的中期、短

2、期及临阵预报方面发挥作用。关键词：边坡工程；崩滑；指数律；锁固段；位移；加速蠕变中图分类号：P642文献标识码：A文章编号：1000–6915(2010)05–0873–08EXPONENTIALLAWSOFCRITICALDISPLACEMENTEVOLUTIONFORLANDSLIDESANDAVALANCHESQINSiqing，WANGYuanyuan，MAPing(KeyLaboratoryofEngineeringGeomechanics，InstituteofGeologyandGeophysics，Chi

3、neseAcademyofSciences，Beijing100029，China)Abstract：Twouniversalexponentiallawsforcriticaldisplacementevolutionoflandslidesandavalanchesareputforwardaccordingtothelockedpatchconceptandrenormalizationgrouptheoryinanewviewpoint.Itisfoundthatthecriticalinstabilitydis

4、placementofslopeshasadependencyonthedisplacementattheonsetpointofacceleratingcreepandthenumberoflockedpatches.Thefirstlawissuitablefortheanalysisofbrittlefailureofslopes，suchasrockavalanches，rock-fallsandrocktopplingfailures.Thesecondlawcanbeappliedtothepredictio

5、nofcreepfailure，suchasrockslides，colluvial-depositlandslidesandloesslandslidesaswellasclaylandslideswithlockedpatches.Thetwolawshavewidesuitabilityandapplicabilitybyanalyzingafewtypicalexamplesoflandslidesandavalanches.Thesuggestedmethodcouldbehopefullyappliedtot

6、hemedium-term，short-termandcritical-slidingpredictionoflandslidesandavalanchesinthefuture.Keywords：slopeengineering；landslideandavalanche；exponentiallaw；lockedpatch；displacement；acceleratedcreep1引言大型崩滑灾害的预测是非常困难的，因为崩滑预测模型不可能同时考虑众多复杂因素的相互影响，其中斜坡几何、地质条件的复杂性，位移–时间关系

7、的非线性，以及季节性因素的叠加作用是最重要的影响因素[1～3]。然而，为评估及减轻崩滑灾害，坡体破坏过程的科学预测问题必须被解决。目前崩滑灾害预测问题研究主要有2种方法。一是基于试验和力学分析研究坡体失稳的演化机制，并利用这些结果做出进一步预测。然而，由于上述影响因素相互作用导致的高度非线性及复杂性，描述滑坡演化过程的动力学方程[4]还未能正确写出，即使这些方程能够正确写出，准确确定方程中的诸多几何及力学参数仍然十分困难。C.A.Tang[5]指出，在非线性和不连续问题的理论研究方面有一种越来越复杂化而难以实际应用的趋势

8、。另一个研究方法是依据经验、统计模型进行滑坡时间预测[6～9]。然而基于加速蠕变的突变破坏统计预测[10]已经导致了不正确的预测结果，例如在阿尔卑斯山Kilchenstock失败了2次。M.Rat[11]曾坦率地指出，由于缺乏严格的物理基础，统计预测通常是很不可靠和很有“诡计”的。为此，应该发展解决滑坡预测问题的新方