Mechanisms and characteristics of landslide deformation

滑坡复杂的变形行为能被岩土材料的三阶段变形曲线所描述, 为预警预测工作提供有效的现象学工具. 然而, 目前为止滑坡三阶段变形的物理机制尚不清楚, 阻碍了滑坡精确预测的发展. 本文基于达朗贝尔原理, 还原滑坡失稳前变形过程的动力学本质, 并考虑岩土体的应变软化性质建立滑坡变形动力学模型. 该模型能表达在恒定重力作用下滑坡的三阶段变形特征. 通过模型分析有以下发现: (1)滑坡变形的初始阶段可分为启动和减速两个亚阶段, 传统认识中的等速变形并非速度恒定, 而是速度缓慢变化的表观结果; (2)通过理论推导出滑坡在重力作用下失稳的内在条件, 即由重力产生的驱动应力需大于岩土体材料自身的极限应力但小于峰值强度, 且该极限应力可由抗剪强度参数直接计算; (3)通过理论模型阐明滑坡质量与岩土体脆性性质是影响滑坡变形行为的内在固有因素; (4)惯性力驱使滑坡系统产生正反馈机制, 控制滑坡非线性加速变形; (5)材料的应变软化性质与惯性力共同控制滑坡三阶段变形行为. 滑坡变形动力学模型为计算滑坡变形, 揭示滑坡发生机理, 促进时间预报工作提供了一种新的理论方法框架.