离散元方法的基本出发点是将材料视为非连续,所以尤其适合于堆积层斜坡这种颗粒材料的计算模拟。中科院地质与地球物理研究所工程地质与水资源研究室博士后赫建明等人采用了颗粒流来模拟覆盖于基岩层之上的堆积层斜坡动力响应问题。数值模型的建立基于堆积层斜坡现场地质调查结果之上,并进行了适当的简化处理,模型地震波输入波形采用了汶川地震所记录水平剪切波形。他们对模型中不同位置处特别是基岩与堆积层的交界基覆面附近的动力响应进行了相关研究。

  对基岩层中以及堆积层中的各个监测点数据进行比较分析发现,在基岩层中的各个不同标高位置处的速度及位移波形图总体来说呈同步发展态势。而与之相反的是,在堆积层中不同位置处的速度及位移波形图则变化显著,堆积层中不同位置处的速度波形有时甚至呈反相发展,而位移波形在幅值上相差很大。

  总体比较来看,堆积层中各监测点的震动速度明显低于基岩层中各个监测点的速度,这样的结果也表明了基岩上覆松散堆积层的存在是地震过程中大量堆积层斜坡产生泥石流以及滑坡的主要控制因素。该研究成果近期发表在国际刊物Granular Matter(He et al. Study of seismic response of colluvium accumulation slope by particle flow code. Granular Matter, 2010, 12: 483-490)上。