雪崩是高寒高海拔山区突发性地质灾害，具有突发性强、运动距离远、冲击破坏大等特点，对重大交通干线、输电线路和水电工程的建设和运维安全构成严重威胁。不同于一般颗粒流，雪体在运动过程中可能经历从完整滑移、块状变形到密集颗粒流的复杂转化，其动力学行为受雪层结构、黏结强度、破碎损伤和剪切速率等多因素共同控制。如何在统一理论框架下描述雪崩释放后的多流态演化过程，是雪崩灾害动力学模拟和风险评估中的关键科学问题。
针对这一问题，中国科学院成都山地灾害与环境研究所高位斜坡灾害成灾机制与防控研究团队提出了一种面向雪崩动力学模拟的统一临界状态μ（I）弹塑性损伤本构模型。该模型将临界状态弹塑性理论、速率相关μ（I）流变关系和粘聚损伤机制相结合，并嵌入物质点法计算框架，可在有限变形条件下模拟雪体从黏结完整状态向破碎流动状态的连续转化。研究表明，该模型能够统一刻画冷密型雪崩、暖剪切型雪崩、暖塞状雪崩和滑移板状雪崩等典型流态，并揭示初始抗压强度、残余粘聚力和雪体厚度等参数对雪崩流态转化、运动距离和堆积分布的控制作用。
研究结果发现不同损伤演化路径会导致雪体向冷密流或暖剪切流等不同灾害流态转化。该研究为解释雪崩释放后的流态转化机制提供了新的理论框架，也为高寒山区雪崩灾害运动范围预测、冲击风险评估和防灾工程设计提供了数值模拟工具。
相关成果以 “Investigating snow avalanche dynamics with a unified critical state μ（I） elastoplastic damage constitutive model” 为题发表在国际期刊Powder Technology上。
内聚力与初始压缩强度对雪崩颗粒柱坍塌过程的影响
审核：刘丽君
编辑：张 坚