地震学方法在滑坡体结构及破裂过程的应用研究进展

地震学是利用地震波的传播特性来研究内部结构及震动源的一门学科,在获取滑坡体物性参数、监测其变化,以及探测滑坡发育过程中的变形和微破裂等信息具有天然的优势,这些信息对于滑坡的监测、治理、以及预警至关重要.本文调研了国内外近年来地震学手段在滑坡监测中的应用,分为滑坡体结构研究、滑坡发育过程中滑坡震研究以及滑坡启动后的动态过程研究三部分,主要概括了其原理及结论.调研结果表明,结合密集台阵长时间观测,地震学方法可以有效地获取滑坡体三维结构,局部及内部的变形、破裂情况,以及滑坡发生后的动力学过程.滑坡物性参数变化和滑坡震活动性异常等可能是滑坡灾害发生前的前兆信号,能被地震学手段获取.     

基于D-InSAR和PFC2D技术的白格滑坡稳定性分析

2018年10月11日和11月3日,位于金沙江上游右岸的西藏江达县波罗乡白格村先后发生了2次特大规模的滑坡堵江事件,经人工干预后险情得以解除。运用差分干涉合成孔径雷达(D-InSAR)技术对白格滑坡后缘的潜在危岩体进行了7.5d连续不间断的监测,结果表明：滑坡体上侧区域目前仍然不稳定,具有再次发生滑坡堵江的危险。基于此,文中利用颗粒流软件PFC2D模拟了滑坡后缘潜在危岩体在自身重力、强降雨、地震条件下的稳定性状况。模拟结果表明：后缘潜在危岩体在静力作用下不会产生明显的失稳滑动,在强降雨和强地震动条件下会发生失稳破坏,可能会再次堵塞金沙江并形成堰塞湖。根据文中的模拟结果可对滑坡稳定性做出科学评价,同时为以后类似滑坡的防灾减灾提供参考。     

卡拉水电站田三滑坡体失稳机理及涌浪计算

结合雅砻江卡拉水电站田三滑坡体工程地质条件,对滑坡变形及涌浪的影响进行深入分析。在总结国内外滑坡涌浪预警实践经验的基础上,研究滑坡运动的过程,对比分析了速度大小、涌浪过程的变化规律。研究表明,在滑坡涌浪的入水初速度及库水深度一定的前提下,田三滑坡体具有初始涌浪高、爬坡高的特点,特别是在库水水位下降时,更要加强监测和预报。针对坝址比选,建议该水电站采用下坝址方案,且坝体设计需要考虑抗涌浪冲击;须结合工程特点,做好工程配套设施建设的选址工作。     

四川省理县西山村滑坡运动变形过程中的微震研究

西山村滑坡位于地震活动性剧烈的龙门山地区,这个区域有大量的滑坡在汶川地震中被触发,此后西山村滑坡发生持续变形.为了监测该滑坡体的运移和局部破裂产生的微弱的地震信号,由微震事件获取滑坡滑动和变形模式,2015年八月底至十一月底,我们在滑坡上布置了30套地震仪.首先通过信号到时和波形特征把滑坡上的微震信号从人类活动产生的信号和滑坡体以外的区域地震信号区分开来.然后以识别到的微震波形为模板,用滑动时窗互相关的方法匹配其他的微震事件.结果表明,96个微震事件能被30个台站都记录到.通过对这些事件的定位,我们发现大部分（80个）能被所有台站记录到的事件发生在滑坡的底部,其他的少部分（16个）发生在滑坡的顶部.这意味着有相当多的能量积聚在滑坡的顶部和底部,而滑坡的底部则更活跃.除此外,在滑坡的中部有较多更微弱的事件被周围的部分仪器记录到.基于这些微震事件的位置,我们发现四个辐射地震信号的不稳定区域和钻孔监测到的不稳定区域比较吻合.这些辐射地震信号的不稳定区域应该和滑坡体的运动和内部变形相关.由此表明,地震学方法也是监测滑坡的变形的有效手段,是现有监测手段的有力补充.     

云南鲁甸M_S6.5地震红石岩滑坡稳定性的数值模拟

2014年8月3日鲁甸MS6.5地震触发了大量的滑坡崩塌,其中,位于鲁甸县李家山村和巧家县红石岩村交界处的牛栏江干流北岸的红石岩滑坡规模巨大,与此处位于左岸的红石岩古滑坡体的前缘部分一起堵塞了牛栏江而形成高达120m、体积达1 200×104m3的大型堰塞体。通过震后开展的野外实地调查,获得了红石岩滑坡发生处的地形地貌、地质构造、岩体结构及物质组成等资料。以这些第一手资料为基础,构建了红石岩滑坡的边坡模型,并应用边坡稳定性分析软件Geo Studio中Slope/W模块分别计算了红石岩滑坡体震前坡体安全系数和地震作用下的坡体安全系数。结果表明,红石岩滑坡体发生处的坡体安全系数在地震前为1.450,处于相对稳定状态,而鲁甸地震的地震动作用则使坡体的安全系数降低至0.962,直接导致红石岩坡体的失稳。文中进一步讨论了坡体滑动面的存在与否对坡体稳定性的影响:安全系数计算的结果表明,在中强地震作用下,先存滑动面的存在是导致大型滑坡形成的重要条件;对于高陡岩质边坡,如果没有先存滑动面,只可能形成浅表性滑坡。     

四川罗家青杠岭滑坡成因机制及稳定性分析

我国多山,滑坡灾害频繁发生,相应的滑坡稳定性分析也是一个重要研究课题.四川罗家青杠岭的滑坡现场非常典型,而且现场资料较全,是较好开展滑坡稳定性评价研究的实例.首先采用综合的勘察方法对该滑坡发育特征进行了详细调查,根据坡面岩土体性质的不同,将滑坡体划分为4个区域,并分析了滑坡的成因机制.然后基于FLAC3D软件,利用强度折减法对滑坡的稳定性进行模拟计算.通过建立三维数值计算模型和选取合理的计算参数,模拟得到了滑坡体天然和暴雨工况下的稳定性系数、剪应变增量云图等.通过计算和综合分析表明,滑坡变形较大的区域集中在坡体后缘残坡积区的两侧和崩坡积区后缘,滑坡在天然条件下处于稳定状态,在暴雨条件下处于欠稳定状态,坡体后缘左右两侧裂缝发育的区域很容易再次发生局部滑动,有必要采取相应的防灾减灾措施.     

湖北省三峡库区秭归县头道河Ⅱ号滑坡特征及稳定性评价

针对湖北省三峡库区秭归县头道河Ⅱ号滑坡现状条件下的明显变形迹象,本文对该滑坡进行了综合的分析和研究,详细介绍了该滑坡的地质背景及滑坡特征。采用剩余推理法,对滑坡体在各种不同工况下的稳定性作了科学分析,并对滑坡体在三峡水库蓄水以后的稳定性作了合理评价。结果表明,滑坡体在目前状态下基本稳定,三峡水库蓄水以后,将对滑坡体稳定性产生较大影响,极有可能导致滑坡体失稳,据此结合工程实际提出了一些可行的防治措施及建议。     

拖担水库大坝左岸滑坡形成机制与治理措施

拖担水库大坝左岸为一古滑坡,在水库扩建开挖过程中,诱发古滑坡体复活.在分析了滑坡工程地质特征的基础上,研究了其形成机制,通过反演计算,确定了底滑面的力学参数,提出了抗滑桩、开挖和挖锚结合三种处置方案,其中挖锚结合方案又分别对比了滑坡体上部开挖至2035.0m高程+下部锚固和滑坡体上部开挖至2015.0m高程+下部锚固两种方案.研究结果表明:古滑坡体为一基岩顺层滑坡,滑动模式为"滑移(弯曲)—剪断"型,左岸古滑坡体由于施工扰动,沿坡体内部软弱层面产生二次滑动;结合大坝工程设计,经技术经济比较,确定左岸滑坡体采取开挖治理措施.     

西南山区典型滑坡体时移电阻率动态监测试验研究（英文）

滑坡体动态监测研究聚焦于降水入渗、坡体内部水文地质条件和坡体稳定性之间的复杂耦合关系。我们选择西南山区典型滑坡体,于2013年11月和2014年8月开展时移电阻率层析成像监测工作,以滑坡体电性结构的时间一空间特性来表征地表水入渗及地下水迁移的时空分布规律,构建滑坡演化及其触发的动态过程。结合地质钻孔资料,电阻率反演模型准确划定了基岩与上覆第四系沉积物间的分界面;同时圈定了发育为潜在优先流路径的破碎带网络,推断地表水沿此路径入渗并经基岩风化裂隙水径流排泄,基覆面溶蚀软化致使滑动面逐渐贯穿。研究结果表明时移电阻率监测具备获取临滑前兆信息的潜力,能够为滑坡稳定性分析和预测预报提供准确可靠的依据。     

四川丹巴梭坡滑坡微震信号初探

与滑坡变形相关的微震称作滑坡震,反映了滑坡上不稳定区域对外界环境因素的响应,分析滑坡体微震事件的地震学性质能够为理解滑坡的动力学过程、进行滑坡稳定性分析以及灾害防治提供关键信息。放置在滑坡上的地震仪不但能记录到和滑坡变形相关的微震,可能还会记录到一些人类活动信号。滑坡上的人类活动产生的震动事件给滑坡震探测带来挑战。梭坡滑坡位于四川省丹巴县大渡河左岸猴子岩水库库尾,是丹巴县古碉群的集中分布区之一,近年来滑坡灾害频发,其稳定性对古碉群保护和水库蓄水位的选择均十分重要。为监测该滑坡体局部破裂产生的微震信号,2017年2月至3月在滑坡上布设了34台三分量短周期地震仪。基于信号到时和波形特征确定几类模板事件,采用滑动时窗互相关的方法检测微震事件,并对信噪比较高的事件进行定位。根据事件的位置和到时信息,估算出滑坡体东西部浅层沉积层面波速度结构存在一定差异,表明了滑坡浅层沉积层物质分布的横向不均匀。根据这些事件的发生时间和波形特征,认为除了滑坡震,梭坡滑坡上还存在燃放烟花造成的震动事件。     

福建测震台网观测数据质量检测软件研究

将McNamara提出的地震噪声概率密度函数(PDF)方法应用于日常地震观测系统数据质量的检测,实现了实时的自动运用概率密度函数方法处理台网接收到的观察数据,得到各个台站各个分向的PSD概率密度函数分布图以及RMS值,从而直观的判断观测数据的质量。     

湖北秭归千将坪滑坡微破裂过程震动分析

基于湖北秭归千将坪岩质滑坡地形、地质、水文特征,运用GeoStudio软件中的QUAKEW模块建立滑坡震动分析模型。通过设置土层、岩层动弹性模量和泊松比,处理并加载卢家山台记录的四次破裂事件数据,并进行动力学分析,模拟千将坪滑坡的破裂蠕滑滑动过程。结果表明,千将坪滑坡不单受自身静力作用,还经历了微破裂-蠕滑-再破裂-蠕滑-滑动的微破裂动力过程,为岩质滑坡预警的可行性提出了新的探索思路。     

云南强震地下流体源兆特征研究

区分"源兆"与"场兆",系地震预测探索中的重要课题。根据云南4组6级以上地震的地下流体前兆异常资料,系统分析了强震源兆的流体前兆异常特征。结果表明,在6级多强震的源兆区,即震中距100 km范围内,异常项目计有水位、水温、水氡、水汞及气汞;以中期、短期异常为主,临震异常很少;源兆异常台站和台项的比例均高于场兆。这些流体源兆特征的认识,可为利用流体异常判断地震危险区提供一定依据。     

汶川Ms8.0级地震后龙门山构造地貌及地表侵蚀过程研究——以湔江海子段河为例

汶川Ms8.0级地震驱动的构造抬升作用和滑坡、泥石流剥蚀作用如何影响龙门山的地貌生长是目前争论的焦点。本文运用GIS技术,定量计算了湔江流域的坡度、地形起伏度、面积—高程积分等地貌参数,根据这些参数的计算结果,对湔江流域的构造地貌特征进行了量化分析;以汶川Ms8.0级地震重灾区湔江海子河右岸流域的滑坡、泥石流为例,并且利用野外实测资料、卫星照片及数字高程资料等,对于汶川地震驱动的构造抬升与滑坡、泥石流的表面侵蚀过程进行研究,获得以下初步认识:(1)湔江流域的映秀—北川断层以北地区地貌处于"壮年期",坡度、地形起伏度大;(2)汶川Ms8.0级地震后该地区发生了严重的同震滑坡及震后滑坡、泥石流灾害,海子河右岸流域的同震抬升量为5 339×104m3,同震滑坡量为3 852×104m3,同震抬升量大于同震滑坡量,地貌出现生长现象;(3)地震产生的泥石流量应略大于1 000×104m3,同震滑坡物质的30%转化为了泥石流量,因其海子沟右岸陡峻的坡度,绝大部分的泥石流冲入海子河,成为河道沉积物;(4)以目前湔江海子河流水搬运能力,在能够完全搬运出同震滑坡物质的前提下,同震滑坡物质搬运出龙门山至少需要283.2 a,表明在一个地震周期内,龙门山的同震滑坡物质可以搬运出龙门山;(5)准周期性相当震级地震引起的构造抬升及其均衡反弹作用也是龙门山的形成有重要作用的因素之一。     

基于无人机影像的危岩体识别及公路地震风险研究

我国西南山区地质条件复杂,且地震频发。地震除引发滑坡、泥石流外,也会导致大量崩塌落石灾害,对基础设施造成严重破坏。以位于程海断裂带沿线、地震发生风险较高且危岩带分布典型的八代村为研究对象,分析地震作用下危岩体的影响范围,并评估山脚高速公路的受灾风险。首先基于无人机影像,利用图像识别技术快速获取危岩体位置及尺寸参数,与人工识别结果对比发现识别准确率达76.2%;然后将危岩体参数代入二维数值模拟软件Rocfall,并结合地震能量计算公式,计算地震作用下危岩体运动距离。结果表明,公路与危岩体影响区最近距离仅57 m,需要在坡脚段设置挡墙等防护措施。     

基于修正岩土体强度参数的简化纽马克位移法地震滑坡危险性快速评估技术

地震滑坡危险性评估可为震后应急响应等提供科学的决策依据。纽马克位移法可不依赖同震滑坡编目快速评估同震滑坡危险性。工程岩体物理力学参数是该方法的核心参数之一,但其赋值过于单一,难以反映复杂地质背景下岩体强度的空间差异性。针对上述问题,本文在分析地震滑坡影响因子的基础上,选择距断层距离、高程和距水系距离作为影响岩体强度的评价指标并建立岩体强度评价模型,获得区域岩体强度修正系数,进而修正传统方法的临界加速度。结合震后的即时地震动峰值加速度,采用简化纽马克位移法计算边坡累积位移,开展地震滑坡危险性快速评估,并以汶川M_W7.9地震的地震滑坡危险性评估为例验证本文方法。结果表明,相对于传统方法,本文方法划分的地震滑坡危险区与同震滑坡分布更加一致。      

地震诱发滑坡的危险性分析与预测

结合地震滑坡的特点和相关文献研究,介绍了地震力的分析方法、地震滑坡的机理、地震危险性分析的方法、地震活动性参数的确定方法以及场点地震危险性概率计算原则。将两种地震诱发滑坡预测结果进行对比,分析结果表明,地震滑坡危险区主要集中在中国西部地区（川、滇、甘、陕、新疆等省区）及中国台湾地区,随预测年限的增加场地的地震滑坡危险性也随之增高,地震崩塌滑坡的危险区域明显加大。     

香港数字化地震监测台网

香港天文台于１９９７年建立了一套设有８个短周期地震台站的地震监测网络。台网运用数字化及实时数据传送和处理等技术,增强地震数据接收及分析的效能和准确性。本文介绍了地震台站的选址和监测系统的特性与功能。     

网络通讯技术在地震前兆仪器中的应用探讨

计算机和网络技术的发展,为测量仪器实现网络化创造了条件。Internet的日益普及,为网络化测量仪器提供了通讯链路。地震前兆仪器在经过从最初的起步、改造、完善,到实现数字化、智能化、网络化,经过了几十年的发展,逐步具有了自己的特色。为结合最新通讯技术,“十.五”前兆总体设计中提出了“IP到仪器”。本文探讨了在地震前兆仪器中实现网络通讯协议后,前兆仪器作为独立的网络节点,其工作方式和数据流向。仪器作为多种服务并存的中心,允许用户以多种方式对其进行访问,大大方便了用户对前兆仪器的监控。网络通讯技术的应用,为地震前兆仪器带来了很多益处,弥补了存在的问题,为前兆数据的实时传输提供了条件。     

地震观测仪器自动监控软件设计与实现

结合地震地球物理观测台网台站监测工作实际,研制一款地震观测仪器自动监控软件。该软件适用于不同网络环境下IP类仪器设备的网络实时或定时自动监控,地球物理观测类仪器时钟、状态和观测数据的定时自动监控,能自动识别当日观测数据中的无效数据、变幅异常、干扰、地震和限幅等信息,无需借助其他硬件和软件即可将告警信息以短信方式发送给值班人员和管理人员,可实现对仪器原始观测数据的自动备份和手动恢复,及对仪器的一键重启和校正时钟等控制类操作,无需跨平台操作即可查看当日观测数据曲线及分析数据的完整性和有效性,从而实现对仪器的统一高效管理。