地震触发崩塌滑坡自组织临界性研究

汶川地震触发了大量崩塌滑坡灾害.这些规模差异巨大的现象之间,能量及空间是否存在着确定的分布规律?巨型崩滑和小规模坍塌是否遵从不同的形成机理?这些都是亟待解决的基本科学问题.作者在自组织临界状态(SOC)的概念框架下,通过震区典型路段考察,发现位于地震Ⅸ度区的崩滑工点,崩滑方量及崩滑体深度,与崩滑工点数目之间存在着良好的负幂律关系,地震Ⅹ度区也体现出有类似特征;拟静力模拟地震的沙堆离心模型实验表明,模型底板倾斜1.5°时,崩塌的动力学特性可以用幂律描述,底板倾斜达到3°时服从正态分布;元胞自动机模型数值模拟表明,随扰动强度增加沙堆模型动力学特性的演变是渐进的.从而从整体理论上对上述问题提出新的解释:处于青壮年期的山地斜坡系统具有SOC的内禀基本属性;存在一个地震强度阈值,在此之下地震触发的崩滑规模与出现频率之间的分布规律可用幂律描述,巨型崩滑灾害和小规模坍塌现象遵从同一形成机理.全新的认识可望为地震触发崩塌滑坡灾势评估提供普适性的概型并建立应用框架.     

“5·12” 汶川地震对线路工程抗震技术提出的新课题

“5·12”汶川地震对地震学、地震工程学都提出了新的挑战,对线路工程而言,核心科学问题是发生在山区的地震波传播的三维特性与地形巨大高差所导致的斜坡重力效应的耦合,对线路工程的破坏作用和工程在地震作用下的破坏机理。首先通过对汶川地震灾害现象的分析,归纳出线路工程抗震技术面临的3个新的课题:即基于艰险山区地震波传播特性的公路铁路选线设计技术,地震诱发线路工程山地灾害机理及防治技术,以系统工程理论为指导的生命线工程抗震对策;同时对这3个课题的研究现状和研究思路提出了建议;然后从填补现行规范空白以及对现有规范技术框架进行延展和更新两个层面,论述了汶川地震对线路工程抗震设计规范发展的推动作用。     

“5.12”汶川地震诱发滑坡的滑距预测

滑坡体积和地形地貌是影响滑坡滑动距离的两个重要因素。在对“5.12”汶川地震诱发的滑坡进行详细调查的基础上,对46个典型地震滑坡的滑动距离与滑坡体积以及原始斜坡坡角的相关关系进行了统计分析。结果表明,汶川地震滑坡的水平滑动距离、垂直滑动距离均与滑坡体积的对数值具有良好的指数函数增长关系,相关系数R2分别为0.8244和0.7859;等效摩擦系数与原斜坡坡角正切值之间具有良好的线性增长趋势,相关系数R2为0.7973。基于此,通过二元线性回归,获得了滑坡水平滑动距离与滑坡体积、滑坡前后缘高差以及原始斜坡坡角的相关关系式logLr=-0.0785logV+1.2347log(H/tanθ)。     

基于GIS和CF模型的2018年日本北海道Mw6.6地震滑坡危险性评价

为了给地震区域的灾后重建和防灾减灾工作提供重要帮助,同时给类似滑坡灾害危险性评价提供参考,开展对2018年日本北海道地震的研究。2018-09-06日本北海道厚真町发生Mw6.6级地震,触发了大量山体滑坡,造成人员伤亡和重大财产损失,引发社会广泛关注。基于0.3 m空间分辨率的Pleiades-1卫星震前震后高清遥感卫星影像进行滑坡目视解译,共圈定12 586处滑坡。选取高程、坡度、坡向、曲率、TPI(坡位指数)、距水系距离、距道路距离、距震中距离、地层岩性9个因子作为滑坡的影响因子。基于GIS平台,应用确定性系数(CF)模型开展北海道地震滑坡危险性评价,评价结果将研究区分为极低危险区、低危险区、中危险区、高危险区、极高危险区五类,得出滑坡危险性评价区划图,并利用ROC曲线对评价结果精度进行检验,正确率为85.3%,表明基于确定性系数模型得出的滑坡危险性评价结果与实际滑坡结果比较吻合。     

"5·12"汶川地震诱发滑坡的滑动距离预测

滑坡体积和地形地貌是影响滑坡滑动距离的两个重要因素.在对"5·12"汶川地震诱发的滑坡进行详细调查的基础上,对46个典型地震滑坡的滑动距离与滑坡体积以及原始斜坡坡角的相关关系进行了统计分析.结果表明,汶川地震滑坡的水平滑动距离、垂直滑动距离均与滑坡体积的对数值具有良好的指数函数增长关系,相关系数R2分别为0.8244和0.7859;等效摩擦系数与原斜坡坡角正切值之间具有良好的线性增长趋势,相关系数R2为0.7973.基于此,通过二元线性回归,获得了滑坡水平滑动距离与滑坡体积、滑坡前后缘高差以及原始斜坡坡角的相关关系.     

滑坡预测预报非线性动力学方法

对滑坡预测预报方法的进展进行了系统分析 ,特别是对非线性理论的特点及其在滑坡预测中的作用和意义进行了阐述 .并且 ,基于对地质体复杂性的认识 ,强调了人类专家经验知识的重要性 ,指出定性、定量综合集成的方法 ,如专家系统预测方法等是特别值得关注的 ,并提出了新的研究思路与发展方向     

基于GIS的滑坡灾害危险性区划研究——以重庆市万州区为例

为了弥补滑坡灾害危险性区划研究中影响因子和等级划分的不确定性,结合前人研究成果,依据斜坡几何形态、岩性、地质构造、河流侵蚀、土地利用类型、人类工程活动、降水条件等影响因子与研究区实际已发生的滑坡灾害数之间的关系,编制重庆市万州区滑坡灾害危险性评价标准,并基于GIS技术和信息量模型法,计算滑坡评价因子的信息量,就万州区滑坡危险性进行区划,最后基于乡镇行政区对该区滑坡危险性区划进行细化。结果表明:建设用地、坡高为90～200m的地形、1024～1060mm的年降雨量以及侏罗系中统上沙溪庙组岩层等因素对万州区滑坡发生影响较大;根据滑坡灾害危险性评价标准,万州区滑坡灾害被划分为高、中、低、极低等4个危险区;应用信息量模型法得到的万州区滑坡危险性区划与实际情况比较吻合;高危险区和中危险区面积分别为564.4km²和848.6km²,分别占万州区总面积的16.3%和24.5%,主要分布于长江干流及支流两岸的居民相对集中区以及公路干线地段;高危险和中危险乡镇主要分布在万州区经济较为发达的长江干流两岸,尤其是左岸的黄柏乡、太龙镇、天城镇、李河镇等以及万州主城区。     

Rainfall-induced landslide stability analysis in response to transient pore pressure——A case study of natural terrain landslide in Hong Kong

Transient pore pressure in response to short intense rainfall process plays animportant role in shallow landslide occurrence. Using GIS technology, we carry out the rainfall-induced landslide stability analysis in response to transient pore pressure bymeans of transient and unsaturated rainfall infiltration modeling. A case study isperformed on the shallow landslide stability analysis in Hong Kong. Detailed analysis and discussion reached some useful conclusions on the tempo-spatial behavior andcharacteristics of slope stability response and pore pressure response to typical rainfall process. Comparison analysis is performed on some important issues including landslidestability response in different types of slopes with different hydraulic properties,antecedent rainfall and landslide stability, and the nature of pore pressure response time.These studies might give us an important insight into landslide tringgering mechanismand the hydrological process in response to rainfall, and provide systematic informationand evidences for effective risk assessment and warning system establishment.     

基于GIS的滑坡单因子分析研究

在已建立GIS滑坡数据库的基础上,通过GIS空间分析功能,对影响滑坡的年降雨量、坡度、岩性、植被、道路等因素进行了定量的分析与统计研究,得出坡度带20°-30°是滑坡最敏感的区域;坡向因子对滑坡灾害的发生不敏感;高程与滑坡灾害的发生并没有直接的关系,与人为因素的影响有很大关系;滑坡与地层岩性的关系非常密切。     

RS-BT神经网络融合建模及应用

针对采用BP神经网络进行滑坡灾害预测时其输入变量的选择是影响预测效果和运算速度的关键问题,本文提出构建粗糙集和遗传神经网络一体化模型思路,其基本目的是利用粗糙集在数据挖掘方面的优势和BP神经网络的预测能力,优势互补以期解决上述问题。结合实例,本文首先利用粗糙集理论建立了影响滑坡灾害的各类因素决策表并进行了约简,然后利用各因素对决策属性的支持度进行了BP神经网络初始权值的配置及预测试验。实验表明,利用该模型可以有效的删除冗余信息,提高神经网络的运算速度和预测精度,在实际工程中有一定的应用价值。     

基于二次指数平滑法和触发器的滑坡位移预测预警

为了快速、有效分析滑坡位移变形趋势,以二次指数平滑法为数学基础,对八字门滑坡90期累计位移数据进行拟合及预测分析。其拟合结果的平均位移绝对误差为12．745 mm,平均相对误差为0．071,说明预测结果与实际值较吻合。同时建立行级触发器,对模型预测值进行预判,实时获取滑坡实时演化的趋势。综合表明二次指数平滑法具有实用性,能快速预测滑坡位移,触发器的应用为滑坡实时预警的研究提供新的思路,是一种行之有效的稳定性快速判断方法。     

圆弧面上的降雨滑坡运动特性研究

为了研究降雨诱发沿圆弧形破裂面滑动的土质滑坡的运动特性,基于质点组的运动假设,融入饱和-非饱和土体特性,建立降雨滑坡的运动物理模型,采用有限差分的方法进行求解,从而获得其运动速度、滑动距离等动力学参数,提出了沿圆弧面滑动的降雨滑坡运动学问题研究的一种新的研究方法。采用该方法对滑坡算例进行了研究分析。研究结果表明：滑坡运动速度呈现先增大后减小的趋势,同时运动速度在极短的时间就达到了最大运动速度;滑坡的水平位移随着时间的增加而增加,在最初阶段滑坡水平位移增加较快,此后增加缓慢直至滑坡停止;该方法能够简单快捷的计算滑坡的运动速度和运动距离等运动学参数,进行滑坡危害范围的预测。     

巢湖港巢城港区工程堤防滑坡原因分析

水利建设中的基础土层性质差异较大,所以软基上的堤防滑坡成因复杂.本文以巢湖港巢城港区堤防为研究对象,根据巢城港区所在的地质条件,利用相关行业软件,对滑坡的成因进行分析.根据分析结果,作者对巢城港区堤防滑坡的预防和处理提出了建议.     

各向异性损伤锚固模型在大型公路滑坡治理工程中的应用

公路滑坡是公路交通运营过程中经常出现的一种地质灾害,本文根据岩石锚杆 对节理裂隙岩体的加固机理,提出各向异性损伤锚固模型模拟锚杆支护效果,在深入分析了一公路滑坡的成因后,将建立的力学模型用于指导该公路滑坡的加固治理设计,取得了令人满意的效果.     

A multi-objective decision-making method for the treatment scheme of landslide hazard

The treatment engineering of landslide hazard is a complicated system engineering. The selecting treatment scheme is influenced by many factors such as technology, economics, environment, and risk. The decision-making of treatment schemes of landslide hazard is a problem of comprehensive judgment with multi-hierarchy and multi-objective. The traditional analysis hierarchy process needs identity test. The traditional analysis hierarchy process is improved by means of optimal transfer matrix here. An im-proved hierarchy decision-making model for the treatment of landslide hazard is set up. The judgment matrix obtained by the method can naturally meet the requirement of identity, so the identity test is not necessary. At last, the method is applied to the treatment decision-making of the dangerous rock mass at the Slate Mountain, and its application is discussed in detail.