地震作用下顺层岩质滑坡启动机制研究

为研究地震作用下顺层岩质滑坡的启动机制,利用断裂力学原理分析滑坡后缘起始裂纹扩展的几何条件和应力条件,推导出最危险起始裂纹角的计算公式,并基于滑坡后缘断裂带完全贯通的条件下,推导在临床弹冲–峰残强降–波动震荡复合效应作用下的滑坡启动速度。研究结果表明,起始裂纹若由次级节理结构面拉裂形成,则次级节理结构面倾角为39.5°的斜坡的起始裂纹最易扩展;滑坡启动经历了后缘起始裂纹累积断裂,后缘断裂带贯通,底部断裂带锁固段瞬间剪断,临床弹冲应变能、峰残强降能释放转化为滑体的初步动能,进一步在波动震荡作用下加速,最终抛离滑坡剪出口的过程。结合"5·12"汶川大地震中青川县东河口滑坡实例分析得出,该滑坡的启动速度受临床弹冲效应影响显著,锁固段剪断瞬间的临床弹冲带条分高度和锁固段长度对启动速度具有决定性控制作用,若不考虑条分高度和锁固段长度的内在联系,在能量转化率为100%时,滑坡启动速度上限为12.5 m/s。