正融冰川碎屑冰冻体剪切强度劣化机制研究

受到气候变暖的影响，青藏高原冰川剪切滑动带中的碎屑冰冻体存在融化风险，这严重影响了冰川的抗剪强度和稳定性。为了研究融化过程对碎屑冰冻体剪切力学特性的影响，引入融冰率定量评估融化程度，对正融碎屑冰冻体试样开展了室内直剪试验。基于试验结果提出了正融碎屑冰冻体的有限-离散元数值模型并进行了对比验证，研究了融冰率和碎石含量对碎屑冰冻体剪切力学行为的影响规律。结果表明：融化过程显著降低了峰值剪切强度、黏聚力和内摩擦角；强度参数与融冰率的关系可用线性准则表达；正碎屑冰冻体剪切强度急剧劣化的主因是孔隙冰融化导致的冻土-孔隙冰界面黏聚力降低；当融冰率从2%增加到4%，试样变形模式由应变软化过渡为应变硬化，破坏模式由粗糙的“锯齿状”过渡为平滑的“圆弧状”；随着碎石含量增加，碎屑冰冻体剪切强度明显降低，降低幅度随融冰率的增加而减小。该研究可作为冰川稳定性评价的有益补充。