5月12日，成都山地所何思明研究員團隊在國際地學(xué)領(lǐng)域頂級期刊、自然指數(shù)期刊Geophysical Research Letters發(fā)表了題為“An empirical power density-based friction law and its implications for coherent landslide mobility”的論文。該論文揭示了高速遠(yuǎn)程滑坡超強運動的功密度摩擦弱化機理。 

　　高速遠(yuǎn)程滑坡具有超強流動性和規(guī)模效應(yīng)，其內(nèi)在機制是國際學(xué)術(shù)界長期高度關(guān)注的熱點和難點問題，嚴(yán)重影響了災(zāi)害風(fēng)險評估的可靠性和精度。高速遠(yuǎn)程滑坡摩擦弱化機制現(xiàn)有速度弱化和法向應(yīng)力弱化兩種觀點，速度和法向應(yīng)力弱化從速度和滑體厚度兩個不同層面描述摩擦弱化，會造成同一位置有不同摩擦系數(shù)的悖論。 

　　為解決這一問題，博士生鄧宇在導(dǎo)師何思明研究員指導(dǎo)下，在該論文中提出了基于功率密度（功率密度指滑面剪切應(yīng)力和剪切速度的乘積，表示剪切帶內(nèi)溫度的增加速度和顆粒的破碎速度）摩擦弱化機制。從能量角度解讀高速遠(yuǎn)程滑坡摩擦弱化具有更為深刻的物理含義，可以將高速滑坡的熱效應(yīng)、顆粒破碎、磨蝕、聲學(xué)液化等假說都?xì)w結(jié)為功密度弱化機制。 

　　研究團隊通過收集近280組巖石高速旋轉(zhuǎn)摩擦試驗數(shù)據(jù)，將試驗巖樣分為高溫下穩(wěn)定礦物（包含石英，正長石，斜長石等）、高溫下發(fā)生脫水反應(yīng)礦物（包含高嶺石，蒙脫石，石膏等）和高溫下發(fā)生脫碳反應(yīng)礦物（石灰石，大理石等）三類。通過對試驗數(shù)據(jù)進行整理、擬合和分析（圖1）發(fā)現(xiàn)，功率密度弱化模型相對于速度弱化模型和法向應(yīng)力弱化模型具有更好的趨勢和相關(guān)性。通過對比不同尺寸式樣（25mm直徑，40mm直徑，1m長寬）的摩擦系數(shù)及弱化距離變化趨勢，發(fā)現(xiàn)式樣尺寸越大，摩擦系數(shù)和弱化距離下降得越早，這種重要的尺寸效應(yīng)將為我們推廣實驗尺度變化趨勢到自然滑坡尺度提供重要支撐。 

　　以上研究成果得到了國家重點研發(fā)計劃課題（2017YFC1501003）、國家自然科學(xué)基金重大項目（41790433）的支持。 

　　文章鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2020GL087695

基于高速摩擦試驗數(shù)據(jù)擬合結(jié)果

不同尺寸試驗數(shù)據(jù)對比