地震滑坡危险性概念和基于力学模型的评估方法探讨

在我国大陆地区运用基于力学模型的Newmark位移分析方法开展地震滑坡危险性定量评估,尚处在起步阶段.为了进一步明确地震滑坡危险性概念和改进推广基于力学模型的评估方法,首先阐明了狭义的地震滑坡危险性预测评估与震后反演评估的关系; 同时为了应对地震应急、震后重建及潜在地震条件下的不同评估需求,初步提出了广义的地震滑坡危险性评估框架.随后申述了基于Newmark位移分析的地震滑坡危险性评估方法的理论基础、方法分类及最新进展,并以汶川地震滑坡危险性快速评估为例,剖析了目前影响评估有效性的不确定性及空间数据质量等问题,指出了基于力学模型的地震滑坡危险性评估方法的改进方向.建议开展潜在地震及其诱发滑坡危险性的耦合评估,建立适用于我国大陆地区地震滑坡位移分析的经验模型,以便为国家层面的地震滑坡危险性区划服务.     

GIS技术在区域地震滑坡危险性预测中的应用以龙陵地震滑坡为例

地震滑坡是一种有着严重危害的次生地震灾害形式,形成机制复杂,涉及因素众多。运用G IS丰富的空间分析功能,对地震滑坡的影响因素进行研究,并进行潜在地震滑坡区的预测,是地震滑坡研究领域的一种新的发展趋势。本文在对1976年龙陵地震引发的地震滑坡分布特征研究的基础上,结合前人有关中国西南地区地震滑坡特征的研究成果,应用G IS对该区潜在地震滑坡危险区进行了预测。     

地震滑坡危险性评价及编图——以映秀震中区为例

虽然宣称地球已进入地震多发期目前学术界还存在不少争议,但不得不承认近期的破坏性强震发生的频率较以往高.强震诱发的滑坡灾害也越来越成为了地质学家们研究的热点.在对一个地区发出中长期地震预报之后,如果也能相应地对该地区的斜坡稳定性进行评价,从而预测地震时滑坡最可能发生的地段,这对于减轻震区人民的伤亡和财产损失将具有重要的意义.本文对目前常用的地震滑坡危险性评价方法进行了简要介绍,并以“5.12”汶川地震映秀震中区为例,运用Newmark方法对该区进行了地震滑坡危险性评价和编图示范,探讨了目前常用地震滑坡危险性评价方法的优缺点及今后区域性地震滑坡危险性评价的发展方向.     

基于简化 Newmark位移模型的区域地震滑坡危险性快速评估以汶川MS 8.0级地震为例

以汶川MS8.0级地震重灾区的11县市为例,初步提出了基于简化Newmark位移模型的地震滑坡危险性应急快速评估方法。利用汶川地震即时地震动参数、工程地质岩性经验分组及地形坡度数据,借助ArcGIS空间数据建模工具编制了地震滑坡危险性快速评估流程模块。计算了区域浅表层饱和岩土体斜坡的静态安全系数Fs、临界加速度ac,并借此分析了地震滑坡易发性。利用经验式获得了汶川地震Arias强度和区域滑坡位移DN分布,实现了汶川地震重灾区地震滑坡危险性的快速评估,为应急救灾决策提供了参考。通过对比评估结果和震后滑坡调查成果,可知数十处灾难性滑坡绝大部分位于-高危险区的龙门山主中央断裂带两侧约20km地带中,显示了评估方法的可靠性; 同时,分析指出了空间数据精度及更新不足导致局部评估结果欠佳的局限性,并提出了改进建议。     

基于不同位移预测模型的地震滑坡危险性评估研究-以天水地区为例

近年来,Newmark累积位移分析方法经过不断的改进和应用成为国际主流的地震滑坡危险性评估方法之一,众多学者基于位移预测模型开展区域地震滑坡危险性评估,然而鲜有针对不同位移模型对评估结果影响的定量研究。以天水地区为例,基于不同的位移预测模型开展地震滑坡危险性评估,对比位移模型对地震滑坡危险性评估的影响,探讨建立适用于我国的Newmark位移预测模型。结果表明:基于不同位移预测模型评估所得的地震滑坡危险性结果整体趋势一致,均能区分区域地震滑坡危险性等级的相对差异,但在同样的危险性分级标准下,所得中、高危险区的分布范围有较大差异。这与位移模型的函数形式及其区域相关性有关,在引入Newmark累积位移分析方法开展地震滑坡危险性评估的同时,应尽快建立考虑地震动衰减特征和工程地质背景的Newmark位移预测模型,为中国潜在地震滑坡危险性预测评估、震后滑坡快速评估等提供技术支撑。      

斜坡单元支持下地震滑坡危险性区划——以芦山地震为例

以地震滑坡作为研究对象,选取"4·20"芦山地震中芦山县为研究区,结合多源数据,在相关分析后选取10个评价因子,分别是地面高程、坡度、坡向、斜坡形态、地层、斜坡结构、断层平均距离、水系平均距离、植被指数和地震峰值加速度,在数字高程模型基础上采用集水区重叠法划分斜坡单元,再对各评价因子重采样,进而利用基于遗传算法的神经网络算法构建地震滑坡危险性评价模型,完成地震滑坡危险性区划。将基于斜坡单元的危险性区划结果和基于格网单元的区划结果进行比较,结果显示滑坡正确率分别为96.6%和92.6%,斜坡单元的正确率较高;同时通过多组数据的受试者工作特征曲线分析本评价模型的不确定性,每组曲线位置及曲线下面积大小相当。     

金沙江某水电站库区滑坡力学参数取值及稳定性分析

库岸岸坡失稳是库区的地质灾害之一。在现场勘查和室内试验的基础上,对滑坡力学参数进行分析取值,计算和评价滑坡稳定性,预测滑坡产生的涌浪高度,为水库蓄水提供必要的防治依据。     

证据权法在区域滑坡危险性评价中的应用以贵州省为例

以GIS为技术平台,采用证据权法对研究区进行了滑坡地质灾害危险性分析。综合分析历史滑坡数据及其环境因素和触发因素,数据源主要有地形图、DEM、地质图,选取地层岩性、构造、高程、坡度、坡向、地形起伏度、道路、水系作为危险性评价因子。首先应用ArcGIS软件对数据源进行处理,提取各个评价因子图层,并对每个图层进行分级、缓冲区分析等处理,建立若干证据层。然后将历史灾害点与评价因子进行空间关联分析,计算每个评价因子等级的权重,最后计算出评价单元的危险性指数,并将危险性分为极高危险区、高危险区、中等危险区、低危险区。采用成功率曲线法对证据权法评价精度进行验证,结果表明本次评价的精度为71%。利用历史滑坡数据对评价结果进行验证,结果显示评价结果与实际情况较为吻合,说明证据权可以客观定量地评价各影响因子对滑坡的影响程度,该方法应用于区域地质灾害危险性评价比较有效。     

基于RS与GIS的层次分析法在滑坡危险性评估中的应用——以四川宣汉天台乡滑坡为例

基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,采用多层次分析(AHP)法,以四川宣汉天台乡为研究区,根据该区实际情况,选取线性构造、道路、土地利用、坡度、坡向5种影响滑坡灾害发生的因素作为评价因子,进行区域滑坡危险性评估。在ArcGIS的空间分析环境中运行权重叠加,把研究区划分成滑坡极易发生区、易发生区、一般发生区、可能发生区、难发生区和极难发生区。通过实地调查和与研究区的滑坡灾害实证研究结果进行比较,发现评估结果与实际状况较为吻合,研究方法能够准确地评估区域滑坡灾害危险性的程度。     

基于Newmark模型的概率地震滑坡危险性模型参数优化与应用:以鲁甸地震区为例

应用概率地震危险性评价模型进行地震滑坡危险性区划,是解决潜在地震诱发滑坡危险性评价中震源不确定性与诱发滑坡时空不确定性的有效方法 .通过理论分析,结合鲁甸地震区的实际情况,对基于力学原理的Newmark滑块位移模型与概率地震滑坡危险性分析方法中的参数的不确定性问题进行了分析,将斜坡岩土体地震作用下的强度衰减效应、地震加速度地形放大效应、断层破碎带效应融合到了斜坡累积位移计算模型中,进行了模型计算参数的优化.改进后的分析模型,更好地反映了高陡斜坡地形与断层破碎带对地震滑坡灾害发育的控制作用,在鲁甸地震区域滑坡应用中,优化模型中的滑坡失稳极高风险区与实际地震滑坡分布表现出了较好的一致性,在超越概率2%的滑坡失稳概率分布中,鲁甸地区包谷垴-小河断裂、鲁甸-昭通断裂带及牛栏江河谷地带地震滑坡高-极高风险区分布面积增幅十分显著.因此,在Newmark滑块位移模型中考虑地震动参数与岩土参数动态响应规律与变量间的定量关系,对于提高区域斜坡稳定性分析的可靠性具有重要意义.     

基于统计的岩石物理力学参数相关性研究

岩土体物理力学参数在土木建筑工程设计和施工当中尤为重要,既关乎工程建设的质量安全,也与结构设计选型、成本和工程进度密切相关。为将这些珍贵的参数数据资料充分应用到工程建设当中,本文整理了《岩石力学参数手册》中记录的火成岩、沉积岩和变质岩3大类岩石的物理力学参数数据,并对3大类岩石的干、湿抗压强度、吸水率、容重和弹性模量5项物理力学性质指标进行统计分析研究。统计结果表明：（1）岩石干、湿抗压强度、弹性模量、容重4项指标满足正态分布,岩石吸水率指标不满足正态分布;（2）岩石的干、湿抗压强度之间存在极强的线性关系;（3）岩石的抗压强度和弹性模量指标与岩石容重存在正相关关系,岩石抗压强度与岩石吸水率之间存在负相关关系。根据统计结果,基于岩石各项物理力学参数之间不同的关系建立不同的经验公式,进而为岩土工程建设提供参考。     

基于Newmark模型的天水市北山地震黄土滑坡危险性评价

本文通过天水市北山野外调查和室内分析相结合的方法,开展基于Newmark累积位移法的地震黄土滑坡危险性分析。分析了研究区的孕灾背景,结合现有滑坡和不稳定斜坡的调查数据,在充分考虑了震源方位角和斜坡坡向角的角度关系基础上,对优势坡向角和劣势坡向角下的斜坡易发性进行分析计算,然后用回归方程求出PGA为0.3 g时斜坡的累积位移,最后计算出斜坡在地震荷载下的失稳概率。在此基础上,对北山进行地震黄土滑坡的危险性评价。分析结果表明:在Newmark模型的地震黄土滑坡危险性评估中引入斜坡坡向角和震源方位角关系,有利于提高小区域(大比例尺)风险评估的准确性。     

单体滑坡灾害风险简易评价研究

按照灾害风险评价的一般框架,定性定量相结合,运用破坏概率、滑坡强度、承灾因子、遭遇特征与易损程度等5项指标,尝试提出单体滑坡灾害风险简易评价模型,并结合防治规划,提出了滑坡灾害风险管理对策建议。采用云南新平县滑坡灾害调查数据,开展了实例校验,结果表明,该模型基本反映了滑坡灾害的相对风险水平,可为现阶段管理提供更加明确的分级依据。同时,以期抛砖引玉,讨论险情调查与风险调查之间的关系。     

四川省雅江县上游河段滑坡灾害危险性评价

雅江县位于四川省西部雅砻江中游河段,以中山-高山峡谷地貌为主,地质灾害频发.为保障人民生命财产安全,基于逻辑回归与确定性系数叠加分析,进行雅江县上游河段滑坡灾害危险性评价.结果表明：1）雅江县上游河段滑坡极易发生在海拔2 500~3 000 m、拔河高度600~900 m、坡度30~45°、距离河流水系0~200 m范围较硬岩夹较软岩类地带;2）雅江县上游河段高危险区、极高危险区面积占总面积的46.75%,发生滑坡占滑坡总数的65.91%,说明该区域内滑坡分布密集,危害程度相对较高,与野外实际调查结果相符;3）雅江县上游河段呷拉镇一带多属极高危险区、高危险区,瓦多乡一带多属中等危险区,木绒乡、普巴绒乡一带多属低危险区、极低危险区;4）通过查验点及ROC曲线对评价结果验证,该评价结果有较高的准确性,能够作为研究区防灾减灾与河谷开发利用的合理方案依据.     

黄河上游地区崩塌滑坡泥石流地质灾害风险评价

本文在对黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流进行野外地质调查和资料收集的基础上,确定了灾害风险评价的主要影响要素和指标体系,进行了以县(市、旗)为单元的风险评价。评价单元共116个。研究区地质灾害风险共分为5级,高风险单元3个,较高风险单元8个,中等风险单元24个,较低风险单元54个,低风险单元27个。风险评价结果表明,评价区内不同地区崩滑流灾害风险程度相对差异较大,总体分布特点是中部地区较高,北部和南部较低。从风险指数的结果来看,有些风评价单元的风险指数非常接近临界值,一旦危险性条件和易损性条件发生改变,将会引起地质灾害的风险级别发生变化。因此,在西部大开发的进程中,无论是在开发资源还是进行各种工程活动,都应注意保护环境,避免地质灾害向着严重的方向发展。      

印度尼西亚PosoI水电站覆盖层物理力学性状研究

在印度尼西亚PosoI水电站前期设计工作中,由于业主提供的资料较少,使得对工程区覆盖层物理力学特性的分析和工程地质条件的掌握上存在困难。为了解决工程问题,进行了现场地质调查工作和钻孔岩心重新鉴定工作。根据现场地质调查、钻孔资料和孔内试验资料,结合中国工程经验,采用工程类比法综合提出了适合本工程的覆盖层物理力学参数。本工程中工程问题的解决方法值得类似的国外工程借鉴。     

黄河上游夏藏滩巨型滑坡演化过程及形成机制

黄河上游夏藏滩巨型古滑坡的发育特征、形成机制与演化过程在尖扎盆地具有典型性,是研究黄河上游巨型滑坡与气候变化的理想之地。文章通过野外详细调查、地质勘查、实验测试和遥感解译等工作开展了该滑坡体的发育特征、运动分区、演化过程和形成机制研究,主要取得了以下认识:1)夏藏滩巨型滑坡分两个期次发育,其中Ⅰ期的发生时间为50ka B.P.,为整体滑动,体积约14.56×108m3,周界在平面上形似"圈椅型",滑坡在剪出口启动的速度为66.11m/s,属于高速远程滑坡类型,Ⅱ期滑坡是Ⅰ期前缘的解体滑坡,发生于约30ka B.P.;2)夏藏滩滑坡经历了古滑坡"孕育"、Ⅰ期滑坡发生与"滑坡湖"形成、Ⅱ期解体滑坡发生和Ⅰ期滑坡"滑坡湖"消失等4个地形地貌演变阶段;3)夏藏滩Ⅰ期滑坡受控于50ka B.P.左右气候变化中的暖湿期降水和盆地内锁子滑坡堰塞湖库水位下降共同制约,Ⅱ期滑坡因MIS 3a阶段"高温大降水事件"诱发。     

白龙江中游凤安山滑坡26Al暴露年代研究

准确地重建滑坡发生年代和复活期次是滑坡灾害风险评估与管理的关键步骤之一。近年来,随着AMS技术的发展,宇宙成因核素测年逐渐成为滑坡年代测定的有效手段之一。以甘肃省东南部白龙江中游的凤安山滑坡作为研究对象,在该滑坡后壁和其下方的大石块上各采集了1个宇生核素暴露年代样品,在综合考虑了遮蔽因子以及对该区域的侵蚀速率估算的基础上,研究了该滑坡的宇生核素26Al暴露年代。结果显示:该滑坡分别大约在0.72~0.75 ka和2.26~2.65 ka左右发生过,后者发生时间与该区公元前186年的地震型滑坡发生时间一致;对于年代越老的样品,侵蚀速率对宇生核素测年的年代结果影响越大。     

上扬子地壳区域性地层岩石物性力学参数与滑动层位关系研究

在中下扬子地区地壳区域性滑动层位岩石物性力学参数研究的基础上,对上扬子地区地壳的相应岩层进行了系统的定量测试。其滑动层位各种参量在塑性、韧性和粘性上所表现出特征的规律,在我国南方型数字地层中,具有一定的普遍性和可比性。同时,也揭示了地壳的构造分层性,并可作为上扬子板块浅层地质—地球物理特征分析的重要依据和建库信息。