摩擦热效应下大型冰崩运动过程中的摩擦弱化模型研究

摘要

为定量描述大型冰崩运动过程中摩擦系数的演变过程与特性，结合冰崩高速运移中的热力学和动力学特性，考虑颗粒破碎效应以及融水与碎屑物质间相互掺混下的热融减阻效应，以冰崩厚度、剪切带厚度和剪切带内的初始含冰量为参数，运用COMSOL数值分析软件开展冰崩运动过程中的摩擦弱化与运动特性研究，分析不同条件下冰崩关键运动参数的演化规律。结果表明：冰崩运动过程中，由滑面热效应带来的摩擦弱化能够使摩擦系数从初始时刻的0.6左右降至0.05以下。并且，冰崩厚度越大，运动距离越远；剪切带厚度与摩擦系数之间并非简单的线性关系，随着剪切带厚度的增大，冰崩的滑移距离会呈现出递增、平稳、递减、再趋于平稳的趋势；一定条件下，剪切带内的初始含冰量越大，越有利于冰崩的远距离运动。通过数值模拟试验，揭示了不同影响因素下冰崩运动过程中的摩擦系数演化特性，该摩擦弱化模型可为冰崩灾害的动力学分析与科学减灾提供参考。

关键词

大型冰崩 / 数值模拟 / 摩擦系数 / 摩擦弱化