東河口滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)特性的影響因素研究

李小琴，富海鷹，張迎賓，王寶瑞，余鵬程，鄭 路

(1. 西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，四川 成都 610031； 2. 福州大學(xué) 土木工程學(xué)院，福建 福州 350108；3. 四川大學(xué) 災(zāi)后重建與管理學(xué)院，四川 成都 610207)

滑坡作為嚴(yán)重的自然災(zāi)害，對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大的威脅[1-3]。自1932年瑞士地質(zhì)學(xué)家Heim對(duì)1881年瑞士埃爾姆滑坡的探討以來(lái)[4]，國(guó)內(nèi)外對(duì)于高速遠(yuǎn)程滑坡的相關(guān)研究至今已經(jīng)歷了三大階段[5]，從最初單一的地質(zhì)考察到現(xiàn)在的試驗(yàn)驗(yàn)證、理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬并舉，形成了大量極具價(jià)值的理論、假說(shuō)與模型[6-11]。高速遠(yuǎn)程滑坡運(yùn)動(dòng)機(jī)理持續(xù)成為國(guó)際滑坡研究領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)問題[12-14]。

迄今為止，對(duì)于高速遠(yuǎn)程滑坡的運(yùn)動(dòng)機(jī)理仍然存在爭(zhēng)議[15]，但滑動(dòng)面的強(qiáng)度衰減已經(jīng)成為廣泛認(rèn)可的主要誘因之一[16]。Wang等[17]通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及理論分析，發(fā)現(xiàn)滑體內(nèi)部存在一定規(guī)模及數(shù)量的局部剪切區(qū)域，提示強(qiáng)度衰減可能同樣存在于滑坡體內(nèi)部并影響著滑坡的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程。汪發(fā)武等[18]利用對(duì)比試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)帶在滑坡運(yùn)動(dòng)中存在向四周選擇性擴(kuò)展的行為，而對(duì)于結(jié)構(gòu)液化性的滑坡，滑動(dòng)帶甚至同時(shí)存在于滑面與滑體中。潘歡迎等[19]采用室內(nèi)試驗(yàn)，論證了滑坡體滑前節(jié)理形態(tài)對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)堆積特征的控制作用，而順層坡體最易孕育大型高速遠(yuǎn)程滑坡?？梢?，滑坡滑動(dòng)面、滑體強(qiáng)度及節(jié)理形態(tài)等巖土體因素對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)堆積行為具有顯著影響。

東河口滑坡作為汶川地震誘發(fā)的典型高速遠(yuǎn)程滑坡之一，具有明顯的大尺度高速水平拋射及遠(yuǎn)程碎屑流運(yùn)動(dòng)等特征[20]。由于滑坡發(fā)生于地質(zhì)條件復(fù)雜、地理環(huán)境變化的地區(qū)，其滑坡啟動(dòng)、極高運(yùn)動(dòng)速度、極遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)距離的影響因素是多元耦合的。具體而言，可以將因素概括為巖土體性質(zhì)作用、有利場(chǎng)地條件、外部誘導(dǎo)因素。許強(qiáng)等[21]根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)測(cè)和遙感數(shù)據(jù)，認(rèn)為東河口滑坡的啟動(dòng)可能是上盤效應(yīng)、方向效應(yīng)、距離效應(yīng)以及鎖固段效應(yīng)等多種因素共同造成的。李秀珍等[22]通過地質(zhì)勘探，認(rèn)為坡體原有裂隙及地形影響不可忽視，是滑體具有高初速度及高動(dòng)量的重要原因。但關(guān)于巖土體性質(zhì)(如滑體內(nèi)摩擦角、滑面內(nèi)摩擦角、滑坡體節(jié)理形態(tài))對(duì)其高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)速度及距離影響規(guī)律的定量研究較少。

滑坡運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)方面，高速遠(yuǎn)程滑坡的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)尚不明確。已有研究[23]將滑坡的速度由慢到快劃分為7個(gè)等級(jí)，其中最高級(jí)的下限速度為5 m/s，由于高速遠(yuǎn)程滑坡速度往往遠(yuǎn)大于滑坡分級(jí)中最高級(jí)別的滑速(5 m/s)，因而該分級(jí)明顯不適用于高速遠(yuǎn)程滑坡的速度描述[5]。另一方面，同一時(shí)刻不同位置滑坡體的速度在方向、大小等方面具有極大的差別，且隨運(yùn)動(dòng)及地形不斷變化，滑坡滑速、最大運(yùn)動(dòng)速度等運(yùn)動(dòng)特性指標(biāo)的概念也較為模糊。由于高速滑坡成因機(jī)理復(fù)雜、控制因素眾多，對(duì)于其運(yùn)動(dòng)、堆積行為，難以實(shí)現(xiàn)具有相當(dāng)尺寸的試驗(yàn)研究[24]。非連續(xù)變形分析方法(DDA)作為一種針對(duì)不連續(xù)巖土體運(yùn)動(dòng)模擬的計(jì)算方法，已廣泛運(yùn)用于研究巖土工程領(lǐng)域的大變形問題[25-26]。鄔愛清等[27]基于真實(shí)地質(zhì)條件，選取滑坡力學(xué)參數(shù)，模擬了千將坪滑坡運(yùn)動(dòng)的全過程，模擬結(jié)果與真實(shí)情況較為接近。Wu等[28]利用二維DDA模擬了1999年臺(tái)灣集集地震誘發(fā)的小林滑坡，模擬結(jié)果與滑坡堆積形貌及幸存者描述基本一致。Zhang等[29]利用三維DDA模擬了大型巖質(zhì)失穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的全過程。

為了探究滑體內(nèi)摩擦角、滑面內(nèi)摩擦角、滑坡體節(jié)理形態(tài)等巖土體性質(zhì)對(duì)其高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)速度及距離的影響規(guī)律，文中利用滑坡運(yùn)動(dòng)對(duì)參數(shù)的敏感性，分析了東河口滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)特性的影響因素，建立了包含整體滑程、前緣滑程、整體速度和高速水平4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的滑坡運(yùn)動(dòng)狀態(tài)評(píng)價(jià)體系，并采用DDA方法，對(duì)影響東河口滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)特性的3個(gè)重要巖土體性質(zhì)因素進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。本文提出的新的滑坡運(yùn)動(dòng)狀態(tài)評(píng)價(jià)體系可以為滑坡運(yùn)動(dòng)分析提供新思路、新方法，對(duì)高速遠(yuǎn)程滑坡的運(yùn)動(dòng)機(jī)理、危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及防災(zāi)減災(zāi)具有一定的參考價(jià)值。

1 東河口滑坡概況

1.1 地質(zhì)環(huán)境

東河口滑坡的原始滑坡體靠近紅石河、青竹江兩河交匯之處，毗鄰映秀-北川斷裂帶的北部區(qū)段，區(qū)域山體長(zhǎng)期受自然侵蝕作用。各類自然地理、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。

地質(zhì)考察結(jié)果表明，滑坡區(qū)域第四系、志留系、寒武系及震旦系巖層出露，其中志留系出露面積最大，而白堊系地層缺失[30]。各地層順向構(gòu)造線條呈帶狀排布，由于構(gòu)造活動(dòng)活躍，呈現(xiàn)出軟硬巖交替的現(xiàn)象。風(fēng)化程度上，滑坡區(qū)巖層倒轉(zhuǎn)，下部整體性良好，風(fēng)化程度較低，而滑面較為破碎，風(fēng)化程度中等較強(qiáng)。研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)活躍，褶皺、斷層發(fā)育。

1.2 滑坡特征

東河口滑坡發(fā)源于東河口村王家山山頂區(qū)域，原始滑坡體靠近山頂區(qū)域的坡度較大(約40°)，山體山麓區(qū)域的坡度較小，約10°左右，坡度變化顯著。滑坡在經(jīng)過啟動(dòng)、加速、飛濺、解體、流動(dòng)、堆積六大運(yùn)動(dòng)階段后，堆積堵塞了紅石河和青竹江，形成了兩個(gè)大型堰塞湖，如圖1所示。

圖1 東河口滑坡中部截面圖Fig.1 Central section of the Donghekou landslide

滑坡后緣海拔約1 350 m，滑坡體底端海拔約1 050 m，堆積區(qū)前端海拔約650 m，質(zhì)心豎向運(yùn)動(dòng)位移約399 m，質(zhì)心水平運(yùn)動(dòng)位移約 1 309 m，總運(yùn)動(dòng)距離約2 387 m，等效摩阻系數(shù)約0.28?；缕矫婵偯娣e約1.08×106m3，形態(tài)呈錐形，自原始滑坡體區(qū)向堆積區(qū)寬度逐漸減小，最大寬度超過600 m[20]?；驴傮w積約2×107m3，豎向堆積厚度在前半段陡坡區(qū)域較薄，在中后段尤其中段較厚，最大堆積厚度超過50 m，平均厚度達(dá)25 m?；麦w地層巖性如表1所示。

表1 滑坡地層巖性[27]Table1 Lithology of the Donghekou landslide

1.3 影響因素初步分析

滑坡巖土體物理力學(xué)性質(zhì)作為滑坡運(yùn)動(dòng)不可忽略的重要影響因素，包括滑坡體的物理力學(xué)性質(zhì)[17,24]以及滑面的物理力學(xué)性質(zhì)[31]。根據(jù)地質(zhì)資料，風(fēng)化程度較高的原始坡體、巖層中抗拉強(qiáng)度極低的千枚巖潛在滑面以及其上滑坡體中發(fā)育的豎向節(jié)理系，均可能是造成東河口滑坡的重要因素。本文借助二維DDA程序，分別研究了滑體內(nèi)摩擦角φT、滑面內(nèi)摩擦角φM以及節(jié)理形態(tài)對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)距離的影響，并依據(jù)滑坡速度以及距離變化的情況，分析其對(duì)應(yīng)因素存在的影響程度及影響范圍。

2 東河口滑坡DDA模型

依據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果呈現(xiàn)的地形特征，建立二維DDA模型，模型截面效果如圖2所示?？紤]到巖質(zhì)滑坡黏聚力較小，且在坡體發(fā)生破壞后黏聚力顯著降低[32-33]，故本模型在建模過程中忽略其影響。

圖2 DDA建模截面效果圖Fig.2 The cross section that DDA modeling used

2.1 參數(shù)選取

分別建立二維DDA模型以探討滑體內(nèi)摩擦角φT、滑面內(nèi)摩擦角φM及滑坡體節(jié)理形態(tài)對(duì)滑坡體運(yùn)動(dòng)的影響。本模型根據(jù)已有研究[34]選取模型基本參數(shù)，如表2、表3所示。

表2 材料參數(shù)[34]Table2 Material parameters[34]

表3 控制參數(shù)[34]Table3 Control parameters[34]

2.2 模型設(shè)計(jì)

(1)滑體內(nèi)摩擦角φT對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)影響模擬。本組模型試驗(yàn)以滑坡體的內(nèi)摩擦角為變量，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[34]，滑坡實(shí)際內(nèi)摩擦角約為20°，故保持滑面內(nèi)摩擦角φM恒為20°，滑體內(nèi)摩擦角φT在10°～30°的合理范圍內(nèi)設(shè)置9個(gè)不同的數(shù)值模型(M1～M9，如表4所示)，以研究不同滑體內(nèi)摩擦角φT對(duì)東河口滑坡運(yùn)動(dòng)的影響。

表4 滑體內(nèi)摩擦角φT模型參數(shù)設(shè)置Table4 Parameter setting of model group for friction angles in sliding mass

(2)滑面內(nèi)摩擦角φM對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)影響模擬。本組模型試驗(yàn)以滑面內(nèi)摩擦角φM為變量，保持滑體內(nèi)摩擦角φT恒為20°，同樣設(shè)置9個(gè)不同滑面內(nèi)摩擦角φM的數(shù)值模型(M10～M18，如表5所示)，以研究不同滑面內(nèi)摩擦角φM對(duì)東河口滑坡運(yùn)動(dòng)的影響。

表5 滑面內(nèi)摩擦角φM模型參數(shù)設(shè)置Table5 Parameter setting of model group for friction angles in sliding surface

(3)滑坡體節(jié)理形態(tài)對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)影響模擬。本組模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)了3種不同節(jié)理形態(tài)的滑坡體模型，分別為原生塊狀節(jié)理(順層滑坡，見圖3(a))、原生塊狀45°方向節(jié)理(切層滑坡，見圖3(b))以及散體隨機(jī)節(jié)理(均質(zhì)滑坡，見圖3(c))(M19～M21，如表6所示)，以研究節(jié)理形態(tài)對(duì)東河口滑坡運(yùn)動(dòng)的影響。

圖3 三種不同的節(jié)理形態(tài)Fig.3 Three different joint directions

表6 節(jié)理形態(tài)模型參數(shù)設(shè)置Table6 Parameter setting of model group for joint directions

2.3 地震荷載

結(jié)合場(chǎng)地條件、臺(tái)站分布，本模型采用汶川地震的清平臺(tái)站(051MZQ)記錄，將水平面上滑坡軸線方向(S54°W)視為水平方向，并根據(jù)原始地震動(dòng)記錄合成水平地震動(dòng)，經(jīng)基線校正等處理后，豎向和水平地震動(dòng)如圖4所示。

圖4 豎向和水平地震動(dòng)Fig.4 Applied vertical and horizontal ground motion

2.4 評(píng)價(jià)體系

目前有關(guān)滑坡運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)值模擬中常以某些特定塊體樣本的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為依據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)滑坡體的運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)距離，但這種方法隨機(jī)性較大，不能較好地體現(xiàn)整個(gè)滑坡的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，難以代表滑坡體的較快運(yùn)動(dòng)部分、較遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)部分以及整體運(yùn)動(dòng)情況。因此，本文建立了一套新的評(píng)價(jià)體系(如圖5所示)，該體系同時(shí)包含對(duì)于滑坡體運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)距離最大值的評(píng)價(jià)以及對(duì)于其整體運(yùn)動(dòng)特性的評(píng)價(jià)，共有四個(gè)具體指標(biāo)：采取滑坡體的前緣堆積位置評(píng)價(jià)其前緣運(yùn)動(dòng)距離；采取滑坡體的質(zhì)心堆積位置評(píng)價(jià)其整體運(yùn)動(dòng)距離；采取滑坡體的較快運(yùn)動(dòng)部分(運(yùn)動(dòng)速度大于5 m/s的塊體[5])的均值速度最大值(以下定義為“卓越速度”)評(píng)價(jià)其高速程度；采取滑坡體的總動(dòng)能評(píng)價(jià)其整體速度。評(píng)價(jià)體系中的卓越速度和總動(dòng)能作為速度評(píng)價(jià)指標(biāo)，前緣堆積位置和質(zhì)心堆積位置作為位移評(píng)價(jià)指標(biāo)，卓越速度和前緣堆積位置作為最值評(píng)價(jià)指標(biāo)，總動(dòng)能和質(zhì)心堆積位置作為整體評(píng)價(jià)指標(biāo)，使得該評(píng)價(jià)體系可以同時(shí)考慮滑坡體的運(yùn)動(dòng)速度與運(yùn)動(dòng)距離，能夠較為全面地評(píng)價(jià)滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。基于該體系對(duì)原有DDA程序進(jìn)行二次開發(fā)，獲取滑坡體的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，從而對(duì)東河口滑坡運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)距離進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

圖5 滑坡運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)體系示意圖Fig.5 Schematic diagram of landslide motion evaluation system

該評(píng)價(jià)體系中的滑坡體的前緣堆積位置pf，滑坡體的質(zhì)心堆積位置pc，卓越速度vp以及滑坡體的總動(dòng)能Ek的計(jì)算公式如下。

pf=xmax.

(1)

(2)

(3)

(4)

其中，xmax表示滑坡體所有塊體位置坐標(biāo)的最大值，n表示滑坡體中所有塊體的個(gè)數(shù)，mi表示第i個(gè)塊體的質(zhì)量，xi表示第i個(gè)塊體的位置坐標(biāo)，k表示達(dá)到卓越速度(速度值超過5 m/s)的塊體個(gè)數(shù)，vxj表示第j個(gè)達(dá)到卓越速度塊體在x方向的速度，vyj表示第j個(gè)達(dá)到卓越速度塊體在y方向的速度，vxi表示第i個(gè)塊體在x方向的速度，vyi表示第i個(gè)塊體在y方向的速度。

3 巖土體性質(zhì)影響分析

本節(jié)依據(jù)所采集到的數(shù)據(jù)，分別分析滑體內(nèi)摩擦角φT及滑面內(nèi)摩擦角φM與滑坡體運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系。由于計(jì)算模型較多，圖6僅展示了DDA模擬M1、M5、M10、M19、M20、M21模型的運(yùn)動(dòng)過程。

圖6 M1、M5、M10、M19、M20、M21的運(yùn)動(dòng)過程Fig.6 The motion process of M1, M5, M10, M19, M20, M21

3.1 滑體內(nèi)摩擦角φT影響分析

(1)運(yùn)動(dòng)距離分析

在不同滑體內(nèi)摩擦角φT下，滑坡體停積后，其后緣、質(zhì)心及前緣的水平堆積位置如圖7所示。質(zhì)心的堆積位置隨滑體內(nèi)摩擦角φT減小不斷前移，內(nèi)摩擦角每減小1°，滑坡整體堆積位置平均前移6.95 m?；麦w前緣堆積位置的變化更加明顯，內(nèi)摩擦角每減小1°，滑坡體前緣平均前移10.51 m。由以上分析可知，滑坡體整體運(yùn)動(dòng)距離及遠(yuǎn)程水平一定程度受滑體內(nèi)摩擦角φT影響，而且滑坡體后緣、質(zhì)心及前緣堆積位置隨滑體內(nèi)摩擦角φT的變化規(guī)律相近，均隨滑體內(nèi)摩擦角φT的減小而前移。

(2)速度分析

在不同滑體內(nèi)摩擦角φT下，滑坡體總動(dòng)能及卓越速度的變化情況如圖8所示?；w內(nèi)摩擦角φT每減小1°，滑坡總動(dòng)能最大值增大1.11×106kJ。而各滑坡體的卓越速度相近，并沒有呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)，滑體內(nèi)摩擦角φT每減小1°，滑坡體卓越速度僅增大0.19 m/s，穩(wěn)定維持26 m/s左右。但卓越速度的持速段距離隨內(nèi)摩擦角減小明顯增大。

綜上分析，發(fā)現(xiàn)在滑體內(nèi)摩擦角φT變化區(qū)間內(nèi)，東河口滑坡的整體運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)距離都隨滑體內(nèi)摩擦角φT減小而明顯提高，但其高速程度所受影響較小，卓越速度的持速段具有一定差異，主要表現(xiàn)為持速段的長(zhǎng)短與運(yùn)動(dòng)距離的大小成正相關(guān)。

3.2 滑面內(nèi)摩擦角φM影響分析

(1)運(yùn)動(dòng)距離分析

在不同滑面內(nèi)摩擦角φM下，滑坡體后緣、質(zhì)心及前緣的堆積位置如圖9所示。滑面內(nèi)摩擦角φM每減小1°，滑坡體質(zhì)心運(yùn)動(dòng)距離增大53.87 m；滑坡體前緣運(yùn)動(dòng)距離增大65.27 m?？梢?，滑面內(nèi)摩擦角φM對(duì)滑坡體整體運(yùn)動(dòng)距離影響較大，大致呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)別的數(shù)量關(guān)系?；麦w后緣、質(zhì)心及前緣堆積位置均隨滑面內(nèi)摩擦角φM的減小而增大，但增大程度有較大差別，滑面內(nèi)摩擦角φM衰減對(duì)滑坡體前緣運(yùn)動(dòng)距離影響最大，而對(duì)滑坡體前緣運(yùn)動(dòng)距離影響較小，體現(xiàn)了滑坡體最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)距離是由前端少部分塊體達(dá)到的。

(2)速度分析

在不同滑面內(nèi)摩擦角φM下，滑坡體總動(dòng)能及卓越速度的變化情況如圖10所示?；鎯?nèi)摩擦角φM每減小1°，滑坡體總動(dòng)能增大4.61×106kJ，最大總動(dòng)能達(dá)到9.72×107kJ?；鎯?nèi)摩擦角φM每減小1°，滑坡體的卓越速度增大0.87 m/s，最大速度達(dá)到40 m/s，與理論計(jì)算速度較為相近。相比而言滑體內(nèi)摩擦角對(duì)卓越速度的影響相對(duì)較小，僅為滑面內(nèi)摩擦角影響下的21.8%。隨著滑面內(nèi)摩擦角φM的變化，滑坡體的總動(dòng)能和卓越速度均大致呈現(xiàn)指數(shù)變化關(guān)系。由以上分析可知，滑面內(nèi)摩擦角φM對(duì)東河口滑坡高速運(yùn)動(dòng)特性具有較大影響。

3.3 坡體節(jié)理形態(tài)影響分析

(1)運(yùn)動(dòng)距離分析

滑坡體按滑面與巖層的關(guān)系可分為均質(zhì)滑坡、切層滑坡、順層滑坡，其中，順層滑坡由于原生坡面含天然潛在滑面，易在擾動(dòng)下發(fā)生失穩(wěn)，因此順層滑坡最為常見。3種節(jié)理形態(tài)下質(zhì)心堆積位置的坐標(biāo)如表7所示，在x、y方向的極差分別為246.26 m和121.13 m。原生塊狀節(jié)理與散體隨機(jī)節(jié)理?xiàng)l件下滑坡體質(zhì)心運(yùn)動(dòng)距離較為接近，但在原生塊狀45°方向節(jié)理?xiàng)l件下，質(zhì)心運(yùn)動(dòng)距離在x方向有較大的減小，在y方向略有增加。

在3種節(jié)理形態(tài)下滑坡體前緣堆積位置坐標(biāo)如表8所示，在x、y方向的極差分別為138.23 m和43.29 m。原生塊狀45°方向節(jié)理與散體隨機(jī)節(jié)理?xiàng)l件下滑坡體前緣運(yùn)動(dòng)距離較為接近，但在原生塊狀節(jié)理?xiàng)l件下，質(zhì)心運(yùn)動(dòng)距離在x方向有較大的增加，在y方向略有減小。這表明節(jié)理形態(tài)對(duì)東河口滑坡整體運(yùn)動(dòng)距離有一定的影響，且東河口滑坡體的節(jié)理形態(tài)有利于增大滑坡整體運(yùn)動(dòng)距離。

(2)速度分析

在3種不同節(jié)理形態(tài)下滑坡體總動(dòng)能隨其質(zhì)心水平位置的變化情況如圖11所示。在原生塊狀節(jié)理?xiàng)l件下，滑坡體總動(dòng)能僅具有一個(gè)峰值(故前文僅對(duì)總動(dòng)能最大值進(jìn)行了討論)，而原生塊狀45°方向節(jié)理及散體隨機(jī)節(jié)理?xiàng)l件下分別具有3個(gè)和2個(gè)峰值，但原生塊狀節(jié)理?xiàng)l件下峰值最大，約為原生塊狀45°方向節(jié)理?xiàng)l件下的3倍，散體隨機(jī)節(jié)理?xiàng)l件下的2倍?？梢?，節(jié)理形態(tài)對(duì)東河口滑坡整體運(yùn)動(dòng)速度的影響較大，且東河口滑坡原生塊狀節(jié)理?xiàng)l件對(duì)滑坡體的運(yùn)動(dòng)具有一定促進(jìn)作用。

在3種不同節(jié)理形態(tài)下滑坡體卓越速度隨其質(zhì)心水平位置的變化情況如圖12所示。在3種節(jié)理?xiàng)l件下，卓越速度的變化形態(tài)有較大的差異，基本呈現(xiàn)出在某一平衡位置上下波動(dòng)的變化規(guī)律。3種節(jié)理?xiàng)l件下的平衡位置比較接近，而且都呈現(xiàn)出近端變化相對(duì)平緩、遠(yuǎn)端變化相對(duì)劇烈的規(guī)律，尤其是原生塊狀45°方向節(jié)理?xiàng)l件下，卓越速度的變化呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)?？梢姽?jié)理形態(tài)對(duì)東河口滑坡高速水平的影響也較大。

綜上，東河口滑坡在上述3種不同形態(tài)的節(jié)理形態(tài)下，整體速度、卓越速度、整體運(yùn)動(dòng)距離、前緣運(yùn)動(dòng)距離都具有較大的變化?；w內(nèi)摩擦角φT、滑面內(nèi)摩擦角φM的變化造成各個(gè)指標(biāo)的變化趨勢(shì)相近，而不同節(jié)理形態(tài)的情況下，各指標(biāo)的變化在變化規(guī)律上存在較大差異。對(duì)比3種形態(tài)下的結(jié)果，東河口原生塊狀節(jié)理對(duì)滑坡運(yùn)動(dòng)的促進(jìn)作用最大，對(duì)東河口滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)的影響不可忽略。

結(jié)合本節(jié)的分析可知，整體速度、高速程度、整體運(yùn)動(dòng)距離、前緣運(yùn)動(dòng)距離4個(gè)運(yùn)動(dòng)指標(biāo)受滑體內(nèi)摩擦角φT、滑面內(nèi)摩擦角φM以及節(jié)理形態(tài)的影響程度有所不同，隨著摩擦角的變化(摩擦角每減小1°)4個(gè)指標(biāo)的平均變化值以及節(jié)理形態(tài)的改變對(duì)4個(gè)指標(biāo)的影響程度匯總于表9。

表9 不同影響因素作用規(guī)律對(duì)比Table9 Comparison of different internal influence factors

4 結(jié)論

基于本文提出的滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)狀態(tài)評(píng)價(jià)體系，對(duì)原DDA程序進(jìn)行二次開發(fā)后，定量評(píng)價(jià)了東河口滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)特性?；w內(nèi)摩擦角φT、滑面內(nèi)摩擦角φM以及節(jié)理形態(tài)是影響滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)特性的3個(gè)重要因素，在這3個(gè)因素的影響下，對(duì)滑坡體的整體運(yùn)動(dòng)距離、前緣運(yùn)動(dòng)距離、整體速度和卓越速度4個(gè)滑坡運(yùn)動(dòng)特性指標(biāo)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)和分析，得出以下結(jié)論：

(1)滑體內(nèi)摩擦角φT對(duì)東河口滑坡整體運(yùn)動(dòng)距離、前緣運(yùn)動(dòng)距離及整體速度3個(gè)指標(biāo)均有明顯影響，但高速程度所受影響較為微小。同時(shí)結(jié)果也表明相比滑坡的整體運(yùn)動(dòng)距離，滑體內(nèi)摩擦角φT對(duì)其前緣運(yùn)動(dòng)距離所受影響更加明顯。

(2)隨著滑面內(nèi)摩擦角φM的減小，東河口滑坡4個(gè)運(yùn)動(dòng)特性指標(biāo)都表現(xiàn)出指數(shù)函數(shù)形態(tài)的變化趨勢(shì)，而且滑面內(nèi)摩擦角φM對(duì)東河口滑坡運(yùn)動(dòng)機(jī)理的影響比滑體內(nèi)摩擦角φT更大。

(3)在3種節(jié)理形態(tài)下，東河口滑坡的4個(gè)運(yùn)動(dòng)特性指標(biāo)都呈現(xiàn)出較大差異，并且東河口滑坡的原生塊狀節(jié)理對(duì)整體運(yùn)動(dòng)距離、前緣運(yùn)動(dòng)距離以及整體速度的促進(jìn)作用最大。

本文通過提出滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)狀態(tài)評(píng)價(jià)體系，對(duì)東河口滑坡的3個(gè)重要影響因素進(jìn)行了分析，為DDA模擬相關(guān)滑坡的參數(shù)指標(biāo)選取以及研究滑坡高速遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的評(píng)價(jià)體系選取提供了參考。