滑坡失稳运动特征的PFC^(3D)模拟及关键参数探究OA

由第四系崩坡积物为主要物质组成的堆积层滑坡是目前最常见的一种滑坡类型,其失稳后的运动特征——运动速度和堆积范围是评价其危险性的两个重要指标。颗粒离散元软件PFC^(3D)在模拟该类滑坡失稳、滑动及堆积等具有明显优势,但是也存在着细观参数多且难以合理选取等问题,因此以石大关堆积层滑坡为例,利用PFC^(3D)对其失稳运动过程进行重现,并与现场勘察结果进行对比说明数值模型的合理性,而后利用该模型重点讨论滑面摩擦系数、局部阻尼系数和黏性阻尼系数对滑体运动特征和堆积范围的影响。结果表明:(1)滑面摩擦系数的增大降低了滑体的滑动速度和运动距离,减小了堆积体范围,但影响程度随摩擦系数的增大而减小;(2)滑体体积的增大会导致堆积范围和最远运动距离的增加;(3)局部阻尼系数的增大会使颗粒运动受到更大的阻碍,降低滑动速度和破坏程度;(4)黏性阻尼系数对颗粒运动的影响程度随阻尼系数的增加而降低,其中法向黏性阻尼系数的增加会增大颗粒速度而不影响运动距离,切向黏性阻尼系数的增加会同时减小颗粒速度和运动距离。在利用PFC^(3D)进行滑坡模拟时,应同时根据实际滑坡发生时的持续时间、滑体的堆积范围、平均速度和位移值设置合理的摩擦系数和阻尼系数。研究成果可为类似滑坡失稳运动范围模拟提供有益参考。