含侵蚀作用的滑坡流动性力学机理

侵蚀作为滑坡动力学的关键控制因素，通过快速放大滑坡体积、流动性和冲击能量，显著增强了其破坏力。流动性与侵蚀性滑坡所构成的威胁直接相关。迄今为止，尚未给出明确的力学条件来说明侵蚀性滑坡何时、如何以及获得或损失多少能量，从而导致流动性增强或减弱。我们开创了一种控制侵蚀性滑坡流动性的能量收支力学模型。一个全新的认识是，由质量增加引起的惯性增大与夹带速度有关。由此，可以确定侵蚀性滑坡的真实惯性，从而在正确判定其流动性方面取得突破。尤为突出的是，侵蚀速度调节能量收支并决定滑坡流动性是增强还是减弱。这提供了史上首个对侵蚀能量状态的明确力学量化以及对流动性的精确描述。这解决了为何许多侵蚀性滑坡产生更高流动性而另一些则降低流动性的长期疑问。通过引入三个关键概念：侵蚀速度、夹带速度和能量速度，我们证明侵蚀与夹带本质上是不同的过程。当侵蚀速度大于夹带速度时，滑坡获得能量并增强流动性。我们引入两个无量纲数，流动性标度和侵蚀数，给出流动性的显式度量。我们建立了滑坡推进机制，为滑坡提供侵蚀推力。解析得到的表明侵蚀控制滑坡动力学的流速。我们还给出了一组守恒形式的完整动力学方程，其正确地包含了侵蚀引起的净动量产生。