川台学者联手诠释高速远程滑坡“体积效应”

西南交大 资料图

记者9日晚从西南交大获悉，西南交大博士后王玉峰、教授程谦恭与台湾中央大学教授董家钧近日在国际著名地学类自然指数期刊JGR-SolidEarth上发表学术论文，实现了对高速远程滑坡“体积效应”这一长期悬而未决的科学问题的半定量研究，揭示了滑坡“体积效应”产生的内在动力学机理。

据了解，高速远程滑坡是一种具有极端破坏力的地质灾害现象，它不仅体积可以达到几十亿方、上百亿方以上，速度最高可以达到278m/s，还有着几十甚至上百公里的滑距。

1881年欧洲阿尔卑斯山脉瑞士Elm高速远程滑坡事件发生后，27岁的奥地利地质学家Heim在现场调查时，发现高速远程滑坡具有明显的“体积效应”现象，即滑坡体积越大，运动速度越快，运动距离越远，等效摩擦系数越低。

然而究竟是什么诱因使得滑坡体积增大，其相应等效摩擦系数呈衰减趋势？这一现象百余年来一直困惑着国际滑坡动力学领域的学者，揭示其内在动力学机理，一直是相关研究领域科学家孜孜追求的研究目标。

西南交大博士后王玉峰、教授程谦恭与台湾中央大学教授董家钧基于“滑坡的厚度与其体积成正比，因此可以通过滑坡底部相在其上覆荷载(正应力)作用下的行为来分析其体积效应”这一前提，借助台湾中央大学所购置的国际先进的旋转剪切实验仪，对采自于西藏易贡滑坡堆积体底部相的试样，设计并进行了一系列旋转剪切实验，最终揭示了滑坡“体积效应”产生的内在动力学机理。

根据他们的研究成果，高速远程滑坡动态剪切过程中，滑体底部相内部摩擦生热所引起的热孔压效应与底部相渗透性随正应力而降低的共同作用，是导致高速远程滑坡呈现“体积效应”的重要原因。

王玉峰表示，目前他们对“体积效应”的研究成果还停留在定性研究和半定量分析阶段，后续计划通过设备改进，对“体积效应”开展定量化研究，从而定量化揭示高速远程滑坡的动力学机理。