高速遠(yuǎn)程滑坡的弱化機(jī)制一直是國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。通過對(duì)奧地利K fels滑坡和尼泊爾LangTang滑坡滑動(dòng)面上假玄武玻璃進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這是滑坡高速摩擦熔融形成的，進(jìn)而提出了高速遠(yuǎn)程滑坡自潤(rùn)滑摩擦弱化假說。近年了，大量巖石高速旋轉(zhuǎn)摩擦試驗(yàn)驗(yàn)證了摩擦熱熔潤(rùn)滑機(jī)理假說，并在巨型滑坡和斷層機(jī)理研究中受到廣泛關(guān)注。但是高速滑坡剪切帶熔融過程對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)到底有多大影響還存在很多疑問。為此，中科院成都山地所何思明研究團(tuán)隊(duì)基于巖石高速旋轉(zhuǎn)摩擦試驗(yàn)成果，在高速遠(yuǎn)程滑坡超強(qiáng)運(yùn)動(dòng)的熱熔自潤(rùn)滑摩擦弱化機(jī)理研究方面取得重要進(jìn)展。 

　　該研究將熱熔過程劃分為三個(gè)階段：弱化階段、剪切強(qiáng)化階段和熱熔潤(rùn)滑階段，并分別構(gòu)建了三階段滑帶溫度場(chǎng)與運(yùn)動(dòng)演化方程，定量評(píng)價(jià)高速滑坡運(yùn)動(dòng)演化過程中速度、粘性系數(shù)、熔融體體積分?jǐn)?shù)、溫度及摩擦系數(shù)變化趨勢(shì)，探索不同功率轉(zhuǎn)化系數(shù)下，熱熔現(xiàn)象對(duì)不同規(guī)模整體性滑坡運(yùn)動(dòng)的影響。高速滑坡第一階段摩擦弱化機(jī)理主要緣于剪切帶顆粒破碎和閃熱，摩擦系數(shù)演化趨勢(shì)可采用指數(shù)衰減方程描述。第二階段摩擦強(qiáng)化主要有兩個(gè)原因：其一是熔融體填充部分孔隙，增加了滑動(dòng)面接觸面積；其二是熔融體和固體顆粒混合增大了剪切帶強(qiáng)度，基于礦物選擇性熔融特性，并考慮熔融體體積分?jǐn)?shù)，量化剪切帶強(qiáng)度增量。第三階段：當(dāng)熔融體含量達(dá)到一定程度時(shí)，滑體和基巖被熔融體分開，滑坡剪切阻力主要由粘滯阻力提供，在此階段，主要考慮溫度、化學(xué)成分、碎屑含量、含水量等因素對(duì)粘性系數(shù)的影響，建立熱傳導(dǎo)方程和應(yīng)力場(chǎng)方程，計(jì)算不同滑體厚度和剪切帶厚度條件下各參數(shù)的變化趨勢(shì)。 

　　通過對(duì)不同厚度和功率轉(zhuǎn)換系數(shù)下視摩擦系數(shù)演化趨勢(shì)模擬分析表明，當(dāng)滑體厚度小或者功率轉(zhuǎn)化系數(shù)足夠小時(shí)，視摩擦系數(shù)基本保持不變，滑帶熱熔開始階段熔融體對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)有阻礙作用，但很快進(jìn)入弱化階段。 

　　相關(guān)成果于6月30日發(fā)表在國(guó)際地學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊、自然指數(shù)期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth上。 　　  

　　文章鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020JB019453

　　

　　高速摩擦試驗(yàn)中典型的摩擦系數(shù)變化趨勢(shì)

　　

　　不同滑體厚度和剪切帶厚度條件下，塊體速度、粘性系數(shù)、熔融體積分?jǐn)?shù)、溫度及摩擦系數(shù)的變化趨勢(shì)

　　

　　不同滑體厚度和功率轉(zhuǎn)換系數(shù)下視摩擦系數(shù)的變化趨勢(shì)