近年来由于全球气候变暖，我国秦巴山区极端强降雨事件频发，使孤立的地质灾害转化为以级联、复合灾害为特征的多灾害链，其具有更强的破坏力和更复杂的影响范围（图1）。针对这一问题，我系地质工程团队研究生赵安等研究人员展开工作，综合运用无人机测绘、地理信息系统( GIS )空间分析和基于PFC3D数值模拟等手段，系统揭示了秦巴山区典型多源滑坡体碰撞叠加诱发灾害链的演化机制，所提出的基于PFC3D“监测-建模一体化灾害链研究框架”为全球范围内类似灾害链的理论研究和风险减缓提供了方法参考。相关成果发表在国际顶尖学术期刊Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering（IF 10.2，位列工程地质类国际期刊期刊榜首）。

图1 秦巴山区典型地质灾害链分布

图2  基于PFC3D监测-建模一体化灾害链研究框架

研究表明，秦巴山区暴雨诱发滑坡-泥石流灾害链的演化过程可分为五个阶段：滑坡形成阶段、滑坡启动阶段、坡积物混合阶段、泥石流形成阶段和低速堆积阶段。在滑坡启动后，两个不同源区的滑坡体在运动中发生碰撞与叠加，显著扩大了灾害链的影响范围（图3）。

图3 秦巴山区典型灾害链演化机理

通过速度场分析发现，滑坡体碰撞后，原已减速堆积的坡积物被重新激活，在降雨径流作用下转化为泥石流继续向下游运动（图4）。与单一滑坡相比，碰撞叠加后的复合灾害链流动距离增加了约30%，堆积范围扩大了近一倍。

图4 灾害链速度场演化特征

通过能量分析表明，滑坡体碰撞过程中，约2/3的动能转化为应变能储存在接触带内，1/3转化为阻尼能消耗（图5）。这种能量分配机制使得碰撞后的滑坡体不会发生剧烈抛射，而是以“软碰撞”形式缓慢融合，有利于后续泥石流的形成（图6）。

图5 滑坡体碰撞过程中的能量演化特征

图6 滑坡体碰撞过程中的能量场特征

研究还发现，滑坡体的厚度显著影响其运动模式：厚度较大的滑坡体（坡1）表现为后缘推动前缘的整体滑动模式，而厚度较小的滑坡体（坡2）则表现为前缘牵引后缘的拉伸滑动模式。两种模式的差异导致了两者在碰撞后的不同响应特征（图7）。

图7 灾害链过程模拟

通过与野外调查数据对比，数值模拟结果与实测堆积形态、堆积量及速度特征吻合良好，验证了模型的有效性。研究表明，碰撞叠加效应是放大灾害链破坏范围的关键机制，而泥石流过程则改变了灾害链的堆积方式，将局部的坡面堆积转化为整体的沟道输运过程。

西北大学地质学系与大陆动力学国家重点实验室为第一单位和通讯单位。该研究得到国家重点研发计划（2023YFC3008401）和国家自然科学基金（42207184）的资助。

论文信息：Zhao A, Wang X*, Wang D, Hu S, Liu K, Lian B, Cao Y, (2026).Formation of a typical landslide-debris flow disaster chain induced by rainstorm, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2025.11.028.

相关文献：

Yang JS; Wang XG*;Sheng Hu; Daozheng Wang;Baoqin Lian; Chen Xue; Kai Liu. (2025). Controlling effect of sliding zone soil on rainfall-triggered colluvial landslide in Qinling-Bashan Mountains-A typical case study. Earth Surface Processes and Landforms. 50(9):e70134.