基于大型物理模型试验的高位岩质滑坡碎屑流解体破碎效应

Disintegration and Fragmentation Effect of High Position Rock Landslide Debris Flow Based on Large Scale Physical Model Test

摘要

解体破碎效应普遍存在于高位岩质滑坡运动过程中，能够使滑坡物质状态与运动状态发生转变，从而影响滑坡的能量分布和动力传递特征.为探讨高位岩质滑坡碎屑流解体破碎特征与能量耗散规律，揭示其动力传递机制，采用大型物理模型试验，重点研究滑源区块体强度、方量、厚度、节理发育程度和坡度等对岩体解体破碎的影响.结果表明：高位岩质滑坡碎屑流在动力传递过程中，前部速度损失较后部明显偏少，前缘具有明显的“二次加速”，大量细小颗粒堆积于远端.滑坡体后部向前部具有明显的速度与动力传递效应，且破碎程度越高，动力传递效应越显著.解体破碎过程伴随能量的转化、传递与损失，在破碎程度控制下，破碎耗能约占总势能的3.32%~21.03%.

关键词

高位岩质滑坡碎屑流 / 大型物理模型试验 / 动力传递 / 解体破碎 / 能量耗散 / 工程地质.

Key words

high position rock landslide debris flow / large scale physical model test / power transmission / disintegration and fragmentation / energy dissipation / engineering geology

0 引言

高位滑坡碎屑流是指节理岩体从高陡斜坡剪出并形成凌空加速坠落，在势能与动能转化过程中，伴随明显的解体破碎效应，使运动状态从相对完整岩体的滑动转换为不同尺度碎屑颗粒的流动，并表现出罕见的高速远程链式成灾现象（Hungr et al.，2014；殷跃平等，2017；殷跃平和王文沛，2020）.由于其高速度、大体积、长距离、超强流动性等动力学特点，高位岩质滑坡对山区人类活动具有重大影响，对基础设施与生产生活等造成了严重威胁 （Evans et al.，2006；黄润秋，2007；Hewitt et al.，2008）.例如，2000年西藏易贡滑坡，约3× 10⁷ m³的岩体从海拔5 000 m的山顶剪出，滑坡在高速运动中不断解体破碎后转化成碎屑流，最终堵塞易贡河道，形成堰塞湖（殷跃平，2000）；2017年四川茂县新磨村后山岩体大规模失稳，在重力作用下获得巨大动能，沿途冲击坡面堆积物并转化为碎屑流，瞬间掩埋坡脚的新磨村，堵塞河道达1 000 m，形成1.3× 10⁷ m³堆积物，造成十几人死亡、70余人失踪（许强等，2017；张涛等，2019）.研究高位岩质滑坡的动力传递过程是世界性难题，已引起国内外科学界和工程界的高度关注，特别是在动力传递过程中复杂的物理力学现象、机制及其数学物理的描述成为研究的热点和难点.

高位岩质滑坡在运动过程中，岩体出现解体破碎是非常常见的现象，它贯穿滑坡动力传递全过程，主要经历岩体整体失稳滑动、岩体运动解体和岩屑颗粒流3个阶段（Davies et al.，1999；Pollet and Schneider，2004；Wang et al.，2015；Knapp and Krautblatter， 2020）.岩体与路径相互作用、岩体内部之间相互碰撞和差异性剪切作用下，强力链作用导致岩体晶粒断裂而发生破碎（Davies and McSaveney，2009；Zhang and McSaveney，2017）.在破碎过程中，由原始较为完整的岩体转换为尺寸跨越几个数量级、大小不一的颗粒，且随着颗粒尺寸的不断减小，滑坡内部在剪胀作用下体积不断膨胀、流态化程度逐渐增加，导致高位岩质滑坡碎屑流成灾范围和危害程度增加（Zhang et al.，2022）.高杨等（2022）通过实例分析与数值模拟，指出高位岩质滑坡运动解体受到差速运动主动解体和冲击碰撞被动解体的共同作用，该过程伴随能量损耗，并发现滑坡体后部对前部具有明显的速度传递现象.实际上，解体破碎对高位岩质滑坡动力传递的影响是一个有争议的研究话题，而主要的争论点是解体破碎过程对滑坡速度、能量、动量等动力学参数的影响.针对高位岩质滑坡解体破碎能量演化特征的量化研究是国内外的研究热点.Locat et al.（2006）采用粉碎和爆破两种理论分析了加拿大和欧洲的9个岩质滑坡，计算确定了破碎平均耗能占总势能的20%左右.Crosta et al.（2007）通过分析意大利Val Poal滑坡破碎后碎屑颗粒尺寸分布与分形维数的关系，采用粉碎化理论发现破碎耗能占总势能的1%~30%.高位岩质滑坡解体破碎造成能量损耗的同时，也对滑坡体的运动和堆积特征产生了深远影响.通过岩土离心机试验（Bowman et al.，2012）、典型滑坡现场调查（Charrière et al.，2016），普遍认为高位岩质滑坡碎屑流最远运动距离与其解体破碎存在促进作用.

物理模型试验因其可以再现滑坡运动过程（杨情情，2022）和试验条件上具有可控性而作为研究高位岩质滑坡动力传递链动机制的重要手段之一.刘涌江等（2004）通过碰撞试验对破碎后部分岩体的加速运动效应进行研究，得到了不同速度段岩体体积分布规律.Cagnoli and Romano（2010）、郝明辉等（2015）分别设计斜板与斜槽试验装置，探究了碎屑颗粒粒径和滑动路径粗糙程度对其运动速度与距离等运动特性的影响.王玉峰等（2016）建立谢家店子三维缩尺模型，获取了复杂三维地形条件下滑坡‒碎屑流运动与堆积特征.Lin et al.（2020）和蒋金晶等（2022）分别针对岩体结构和碎屑颗粒级配，采用小型斜槽试验模拟滑坡运动过程，研究了它们与滑坡‒碎屑流运动距离与运动速度的关系.物理模型试验不可避免地存在偶然误差，而依托于离散介质与连续介质力学定律的数值模拟，对物理模型试验具有一定补充作用.如 Valentino et al.（2008）、葛云峰等（2019）将物理模型试验和离散元方法相联系，分别研究了碎屑颗粒运动中的冲击力和动量传递现象.Zhou et al.（2013）利用离散元对滑坡‒碎屑流运动过程进行了模拟.高杨（2022）通过离散元数值模型试验分析了滑体结构面对其解体效应的影响.

鉴于小型模型试验所带来的尺寸效应问题尤为突出，尤其是尺寸仅为几米长的小尺度模型试验，因其较小的几何尺寸难以反映高位滑坡动力传递过程中的规模效应，并且滑槽长度过小的模型难以形成剪胀、分选、混合、液化等高位滑坡特殊的动力学现象，而大尺度模型试验平台能够在一定程度上克服上述问题（Bartali et al.，2015；李坤等，2022）.因此，本研究采用大型物理模型试验平台，开展了块体碎屑化作用对滑坡动力传递特征影响的试验，重点揭示源区块体强度、方量、厚度、节理发育程度和坡度对其运动行为、破碎特征和能量演化等的影响.本文开展的大型物理模型试验旨在研究节理岩体在运动过程中发生解体破碎这一物理力学现象，据此揭示解体破碎效应对滑坡动力传动过程的普适性影响规律，而并非用于模拟自然界滑坡的运动规律.这样的研究手段已经得到了国内外普遍的认可（Bowman et al.，2012；Lin et al.， 2020）.

1 物理模型试验

1.1　试验材料

物理模型试验作为模拟再现滑坡运动过程的有效手段之一，其相似材料的选择对试验结果至关重要.本试验相似材料（块体）采用河砂与重晶石作为骨架结构、石膏作为胶结物质，辅以适量添加剂改善胶结性质.相似材料制备前，利用单轴压缩试验调整确定1.0 MPa、1.5 MPa和2.0 MPa三种单轴抗压强度下河砂、重晶石、石膏、添加剂和水的质量比例，制备时将它们按照该比例（表1，通过单轴压缩试验得到）倒入搅拌机进行充分搅拌，随后装入模具并放入自制液压机进行固结压密，制备得到宽0.1 m、高0.1 m、长0.2 m和宽0.1 m、高0.1 m、长 0.1 m的大小两种长方体试验相似材料（以不同大小的块体相组合表征不同节理密度），其中Ⅰ型块体单轴抗压强度约1.0 MPa，Ⅱ型块体单轴抗压强度约1.5 MPa，Ⅲ型块体单轴抗压强度约2.0 MPa.

1.2　试验平台

如图1所示，本试验采用的试验平台主要由料斗、两段长度均为11 m、截面宽度和高度均分别为1.2 m和1.5 m的可变坡度的斜槽和一个长12 m、宽4.8 m的平台组成.其中，两段斜槽坡度可以用液压控制系统自由变换，变坡的范围分别是40°~50°和30°~40°.

1.3　试验方案

本试验以源区块体单轴抗压强度、方量、厚度、节理发育程度（通过不同尺寸大小的块体描述）和坡度作为变量，设计了T1~T8总计8组试验，具体试验方案见表2.在试验过程中，通过起吊装置将试验所需块体运载到料斗处，并按照一定长宽比紧密排列.在堆积平台末端布设一台高速摄像机，捕捉运动过程中的特征；在斜槽顶部安装共计14个激光位移传感器，监测运动过程中滑块的形态演化（图1）.试验后测量统计堆积物颗粒级配、粒度组成与破碎程度等特征.

2 试验结果

2.1　运动特征

如图2，块体离开料斗之后，以相对完整的结构加速下滑.由于受到不连续面的切割作用，块体之间的速度存在差异性，致使块体发生解体，完整性不断降低.随着块体的不断加速，碰撞和差异剪切引起块体的进一步解体破碎，块体碎屑化程度不断提高，最终于第二节斜槽转化为快速流动的碎屑流.由图2可知，解体破碎现象首先在前部发生，并随着持续运动逐渐向后部扩散.通过激光传感器对块体垂向厚度进行测量，利用东华数据采集仪8303b与DHDAS动态信号分析系统进行数据收集与处理，如图3所示，可以直观地发现块体运动中厚度降低幅度越来越大，说明块体解体破碎程度逐渐增加.同时发现第二节斜槽中（特别是16.5 m附近）块体碰撞使得前部块体碎屑部分发生弹跳，最大跳起高度近0.6 m（图3），弹跳使块体碎屑凌空飞跃，超越碎屑流主体前缘（图2）.这可能是由于第二节斜槽坡度转缓，动力传递中前部部分块体速度迅速增大，使其剪出斜槽底板发生弹跳飞跃.

通过激光位移传感器布设位置间距和信号时间差可计算块体通过各个激光点区间的速度.如图4，在第一节斜槽中，块体急剧加速，直到转折端发生碰撞前速度达到峰值.在转折端发生碰撞后，速度大幅降低，并在第二节斜槽内经短暂减速运动后继续加速至斜槽末端.将试验块体分为前缘、中部和后缘三部分进行分析，从图4可以发现，前缘出口速度主要受到滑块的方量、强度、厚度与节理发育程度的控制，并随着方量增大、强度提高、厚度减小和节理发育程度的降低而增加.对比块体速度变化（图4），明显发现块体的前部总是比后部运动得更快.如图4所示，分析块体在斜槽转折端发生碰撞时的速度损失发现，前缘速度损失普遍为2.1~2.7 m/s（T2与T6速度损失小于1 m/s），中部速度损失普遍为3.1~3.8 m/s（T3、T6速度损失分别为2.4 m/s和2.8 m/s，但仍大于前缘T3和T6的2.2 m/s和0.9 m/s），后缘速度损失普遍为4.0 ~4.5 m/s（T3、T7速度损失分别为3.1 m/s和3.7 m/s，但仍大于其前缘与中部，T6速度损失甚至达到5.5 m/s，远超其前缘与中部），块体前部相比后部具有更少的速度损失量.此外，进一步分析运动过程中的速度可以发现，块体发生碰撞时前缘速度的变化明显不同于中部与后缘速度，存在短暂加速阶段（如图5，以T1、T4、T5为例），具有明显“前升后降”的特征.这个现象与高杨等（2022）提出的二次加速较为一致.碰撞破碎过程中，后部块体与前部块体发生相互作用，将后部速度向前部传递，前部块体速度骤然增加，而后部块体速度陡然下降，甚至出现短暂停滞或后退情况，由此造成块体前部与后部的速度差异.实际上，这种速度传递本质上是动量传递导致的（Bowman et al.，2012）.

2.2　破碎特征

试验过程中，块体的破碎主要受制于斜槽转折端与出口处的碰撞以及运动过程中块体之间的相互作用.通过粒度筛分，采用相对破损比B _r对破碎程度进行定量研究.相对破损比B _r由碎屑级配分布曲线决定（Hardin，1985），定义为潜在破损率B _p和总破损率B _t的比值，即：

B_{\mathrm{r}} = \frac{B_{\mathrm{t}}}{B_{\mathrm{p}}}，（1）

潜在破损率B _p定义为破碎前级配曲线与破碎界限（采用0.074 mm）所夹区域面积，即图6a中S _a+S _b；总破损率B _t定义为源区块体FSDC曲线与破碎后堆积体FSDC曲线所夹区域面积，即图6a中S _b.相对破损比B _r为总破损率B _t与潜在破损率B _p的比值.

图6b呈现了相对破碎比的分布特征.从图中可以看出，随块体单轴抗压强度提高，B _r值由1.0 MPa下的0.232降低至1.5 MPa下的0.137，再至2.0 MPa下的0.07，表明块体破碎程度受到块体强度的控制，并随块体强度的提高而降低；随块体方量提高， 0.5 m厚度下B _r值由0.48 m³下的0.232增大到 0.96 m³下的0.298，0.3 m厚度下B _r值由0.24 m³下的0.311增大到0.48 m³下的0.356，表明块体方量对其破碎程度具有一定控制作用，并随方量的增大而提高；随块体厚度由0.5 m降低至0.3 m，B _r值由0.232增长至0.356，表明块体厚度越小，其解体破碎程度越高；随块体尺寸减小，B _r值由0.232增长至0.353，表明块体尺寸越小，节理发育程度越高，其破损程度越高；随坡度变化，B _r值由T1工况下的0.232增长至T8工况下的0.412，这是由于在单一坡度下，块体碰撞时速度更大，碰撞作用更强烈，破碎程度更高.

块体解体破碎会影响其运动过程和运动中碎屑物质之间的相互作用，进而影响到滑坡堆积体的运动堆积距离（Bowman et al.，2012）.由于实际滑坡中，质心运动距离常常难以判断，而最远运动距离通过调查可以相对可靠地得到，故将相对破损比B _r与最远运动距离L相联系，可以发现二者呈线性正相关关系（图7）.该发现区别于Zhao et al.（2018）在节理岩体破碎试验研究中的负线性相关，而与Lin et al.（2020）在单一组内模拟试块总运动量随相对破损比增加而增加是一致的，同时与Bowman et al.（2012）的一般观察结果高度一致.这是由于Zhao et al.（2018）选取95%颗粒质量作为边界，而在其小尺度试验模拟条件下，所舍弃的5%颗粒质量可能对其结论具有一定影响.

2.3　堆积特征

对块体运动后的堆积体进行观察分析，绘制堆积体碎屑颗粒大小分布曲线（图8a）与累积质量曲线（图8b），并采用基于三参数的广义极值分布模型（式2）对碎屑颗粒大小分布进行拟合，得到破碎颗粒尺寸概率分布.通过最小二乘拟合的拟合优度R ²来评估该方程充分描述碎片大小分布的能力，对于各试验工况，R ²均超过0.91，表明广义极值分布模型能够较好地描述碎屑物质级配特征.

y = \mathrm{100} {\mathrm{e}}^{-{(\mathrm{1}+\frac{\xi \left(x-\mu \right)}{\sigma })}^{-\frac{\mathrm{1}}{\xi }}}，（2）

式中：μ为位置参数，ξ为形状参数，σ为比例参数，e为自然常数，x为碎屑颗粒粒径（mm）.

由图8a拟合曲线可知，碎屑颗粒大小分布在40 mm前后具有明显不同的较平缓与较陡峭的曲率；T4、T5相较于T1具有更多的大尺寸碎屑物质，表明随块体强度增大，细颗粒含量减少；而T6、T7、T8具有明显更多的小尺寸碎屑物质，表明随块体厚度减小、节理发育程度增加和坡度增加，破碎程度提高，细颗粒的含量增多.

由质量曲线（图8b）可知，T1主体堆积于1~6 m，T2主体堆积于1~5 m，T3主体堆积于1~ 7 m，T4主体堆积于1~6 m，T5主体堆积于2~ 7 m，T6主体堆积于1~8 m，T7主体堆积于2~ 6 m，T8主体堆积于2~6 m.T3、T6相较T1具有更长的堆积长度，T7、T8相较T1具有更短的堆积长度，这可能是由于方量大、厚度低对堆积长度具有促进作用，而节理发育程度高和坡度陡对堆积长度具有抑制作用.T5、T7和T8相较T1具有更远的起始堆积距离，这可能是受到块体强度高、节理发育程度高和坡度陡的促进作用.

此外，几乎所有的小尺寸碎屑都来自于块体前部底部的碰撞，主要堆积在堆积体的远端，表现出破碎程度随移动距离增加而提高的特点.对滑坡堆积体进行以2 m为间隔的等间距分段，分析每一区段的破碎堆积特点，如图8c~8i所示.从图中可以发现，0~2 m区段内（图8c），含有10%以上的小尺寸碎屑颗粒，大多数试验组半数以上碎屑颗粒粒径大于60 mm；2~4 m区段内（图8d）T1、T2、T4和T5中大于60 mm粒径碎屑颗粒达到70%以上，相比0~2 m区段大尺寸碎屑颗粒含量增加.自2 m向8 m（图8d~8f），T1、T2、T4、T8颗粒级配曲线总体表现出向下移动的特点，即其大尺寸碎屑颗粒含量逐渐增加，而8~12 m区段（图8g~8h）其颗粒级配曲线总体表现出向上移动的特点，即其小尺寸碎屑颗粒含量逐渐增加.T3、T6、T7也呈现出该趋势，只不过其大尺寸碎屑颗粒增加区段为2~12 m，而于12~14 m区段小尺寸碎屑颗粒大幅增加.T5由于破碎程度低，颗粒级配曲线变化不明显.综上，堆积体总体呈现出口附近有部分小尺寸碎片，前8 m或前 12 m大尺寸碎屑颗粒逐渐增加（这可能是块体大量堆积，质量迅速增加，小尺寸碎片变化得不到凸显），而8 m后或12 m后小尺寸碎屑显著增加的特点.这正如Bulmer et al.（2005）、Crosta et al.（2007）和Bowman and Take（2015）所述，岩石崩塌滑落期间碎屑尺寸随滑动距离的增加而减小，大量细小碎屑被运输到远端.这是块体运动中差异性剪切不断发生，受到累积剪切作用而引起晶粒断裂累积的结果（Zhang and McSaveney，2017）.

3 讨论

3.1　破碎模式

根据高速摄像机视频资料发现（图2），块体在下滑运动中，首先由于单个块体之间的差异运动引发了原始岩体的离散解体，在这种静态崩解作用下，岩体发生块体间沿结构面的解体，即差速运动主动解体.静态崩解作为动态崩解的重要前兆，能够产生一系列的裂缝，岩体块体在受到冲击碰撞等外力作用时沿着这些裂缝发生进一步的剪切与破裂（图9a），实现动态崩解，表现出更为强烈的破碎，即冲击碰撞被动解体，岩体碎屑化程度更高，最终演变为碎屑流.高位岩质滑坡体在运动通过地形转折端时在惯性作用下与滑坡边界发生强烈碰撞，产生极强的力链，力链作用下岩体晶粒发生断裂，岩体产生裂隙并扩展，最终发生破碎.解体后的岩体在运动中与路径边界相作用发生摩擦、弹跳，造成块体进一步的碎片化；同时受到碎裂后块体间运动速度差异性的影响，碎裂块体之间发生碰撞与摩擦，使块体沿结构面与接触面等进一步磨损形成更小的碎块，碎屑化程度进一步提高（图9b）.在滑坡边界与块体共同影响作用下，失稳岩体在运动过程中逐渐碎片化，演变成碎屑流，该过程伴随有能量的转化、传递与损失.

3.2　动力传递

本试验块体能量损耗（E _t）大致可以分为破碎耗能与碰撞摩擦耗能两方面，破碎耗能（E _f）的计算可采用Bond破碎能量理论（Crosta et al.，2007），计算出单位质量块体从初始粒径破碎到目标粒径所损耗的能量，再求得总体质量消耗能量，即：

E_{\mathrm{f}} = K ( \frac{\mathrm{1}}{\sqrt[]{x_{\mathrm{1}}}} - \frac{\mathrm{1}}{\sqrt[]{x_{\mathrm{2}}}} )，（3）

式中：K为取决于材料内聚强度与热能的比例系数（此处取10）；x为材料破坏前后的粒径大小，mm.

如图10所示，块体破碎能量损耗占总势能的3.32%~21.03%，并受到源区块体方量、强度、厚度、节理发育程度和坡度的控制.0.5 m厚度下， 0.48 m³（T1）块体破碎耗能为11.72%，而0.96 m³（T3）块体破碎耗能为15.50%；0.3 m厚度下， 0.24 m³（T2）块体破碎消耗能量占总势能的17.51%，0.48 m³（T6）块体破碎耗能为18.53%.这是由于随块体方量提高，块体碰撞破碎程度更高，故而破碎耗能提高；当块体强度约1.0 MPa（T1）时，破碎损耗能量为11.72%，随块体强度的提高，强度约1.5 MPa（T4）时为7.00%，强度约2.0 MPa（T5）时为3.32%.这是由于随块体强度提高，破碎程度降低，故而破碎消耗的能量减少.当块体厚度由0.5 m降低至0.3 m时，破碎损耗能量由11.72%（T1）增加至18.53%（T6）.这是由于高厚度下块体在第一节斜槽受到更强的离散解体，碰撞强度相较于低厚度情况有所下降.当改变节理发育程度时，低节理发育程度（大尺寸）下（T1）破碎能量损耗为11.72%，高节理发育程度（小尺寸）下（T7）破碎能量损耗为18.20%，这是由于块体尺寸越小，节理面发育程度越高，块体碰撞破碎程度更高，破碎耗能更多.当改变坡度时，块体破碎耗能由两级坡度（50°+30°）下的11.72%增加至单一坡度（40°）下的21.03%，这是由于单一坡度下滑坡体具有更高的出口速度，与地面碰撞更加强烈，破碎程度更高，故而破碎能量占比更大，同时也反映出后一次的破碎耗能可能是多于前一次的.将滑坡体破碎耗能占比与块体相对破损比B _r联系，发现其呈线性正相关关系（图11）.

根据试验中速度与能量变化可知，块体运动过程中，势能向动能与包括破碎、摩擦和碰撞等能量损耗在内的总能耗转化.在势能转化量高于总耗能时间段内（第一节斜槽），块体动能持续增加，表现为运动速度的持续提升.经过地形变化时（第一节斜槽与第二节斜槽转折端），块体发生冲击碰撞被动解体消耗极大能量，此时势能转化量低于总能量损耗，块体减速运动.值得注意的是，此时块体后部向前部有明显的速度与动能传递现象，表现为这一时刻滑坡体后部速度骤减，而前部速度却具有短暂的二次加速，且滑坡体碎屑化程度越高，其速度与能量传递效应越显著（图12）.通过地形变化后，势能继续衰减、向动能与总能耗转化，这一过程中势能转化量先低于总能耗，后高于总能耗，表现为速度降低一段时间后重新增加，即势能转化量低于总能耗时间段内，一部分动能转化为能量损耗，表现为碰撞后速度的持续降低，当势能转化量高于总能耗时，动能再次受到势能转化的补充，表现为速度的重新增加，直至下一次地形变化时（斜槽出口）发生碰撞.

通过以上研究，虽然实际情况下高位岩质滑坡碎屑流解体破碎的过程是无法观察的，但通过对滑坡堆积体开展三维分析，依靠大规模模拟模型中解体破碎的情景再现，可以很好地了解岩体碎屑化的过程与模式，探讨其动力学与能量演化特征.现阶段的研究可能忽略了高位岩质滑坡碎屑流解体破碎过程中部分能量的变化，如基底变形中的压缩能耗、尘埃与声音的产生和固体与流体之间的能量互动，同时基于不同基质下的能量耗散类型与耗散速率也是有待研究的重要一环.为了更加系统地讨论高位岩质滑坡解体破碎的相关过程，可以采用能量平衡的方法，进一步补充高位岩质滑坡动力传递中的能量转化类型与量级.

4 结论

高位岩质滑坡在其剪出后解体破碎形成碎屑流是其运动过程中一种常见的现象，这对其运动学特征产生了极大影响.本文采用大型物理模型试验，考虑高位岩质滑坡失稳块体方量、强度、厚度、节理发育程度和坡度等因素，借助激光位移传感器与高速摄像机等对其解体破碎效应进行研究，得到以下结论：

（1）高位岩质滑坡碎屑流前部相比后部具有更少的速度损失量.高位岩质滑坡碎屑流前部总是比后部具有更高的运动速度，且前缘出口速度随着方量的增加、强度的提高、厚度的减小、节理发育程度的降低而增大.

（2）高位岩质滑坡运动中解体破碎伴随动力传递效应，且随着碎屑化程度的提高，动力传递效应愈发显著.高位岩质滑坡碎屑流解体破碎消耗能量占总势能的3.32%~21.03%，并随源区块体方量的增加、强度的降低、厚度的减小、节理发育程度的提高而增大.高位岩质滑坡碎屑流运动中伴随着能量的转化，当势能转化量大于能量损耗时，动能持续提升，发生冲击碰撞时，能量损耗瞬间攀升，势能转化量不足以平衡能量损耗，动能向能量损耗转化，动能降低，直至势能转化量超越能量损耗时，动能再次增加.

（3）高位岩质滑坡碎屑流碎屑化程度随源区块体方量的增加、强度的降低、厚度的减小、节理发育程度的提高和坡度的陡峭而提高，其最远运动距离与相对破碎比B _r呈线性正相关关系，且随堆积体水平距离的增加，前部大尺寸碎片含量提高，后部细小颗粒碎片显著增多，大量细小碎片被运输到远端.

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基金资助

国家自然科学基金项目(U2244227)

国家重点研发计划资助项目(2018YFC1505404)

自然资源部地质环境监测工程技术创新中心开放课题(2022KFK1212005)