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。     

蒙特卡罗模拟在区域地震滑坡灾害评价中应用

2004年10月23日,日本新泻中越地区发生史上最强地震之一,震级达到Mw6.6。这次地震诱发上千个规模大小不一、形式各样的滑坡,造成一定的灾害损失和人员伤亡。因此,为了有效地避免和减轻这方面的灾害,有必要有效地、科学地预测和评价地震诱发滑坡的空间发生规律。为此以一定的地区作为研究对象,提出了蒙特卡罗随机模拟和Newmark滑动体位移分析法在区域地震斜坡失稳概率分析中的应用。该法充分考虑到岩土参数和相关地震参数空间变异性,结合地理信息系统空间分析的优势,以网格模型为基础,分析该区斜坡滑动体位移分布规律,并以2cm为失稳临界值探讨网格斜坡破坏的概率。实例证明,所提出的模型有效地预测了滑坡发生的空间分布规律。     

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.     

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Newmark模型的尼泊尔M_s8.1级地震滑坡危险性快速评估

在研究分析地震灾区地形地貌、地层岩性、地质构造、气象水文和典型地区滑坡的基础上,采用Newmark斜坡累积位移模型对2015年4月25日尼泊尔M_s8.1级地震诱发的滑坡危险性的空间分布状况进行了快速评估,通过典型地区的滑坡遥感解译结果验证表明评估结果具有较好的可信度,初步反映了尼泊尔地震诱发滑坡危险性分布的基本特征。然后考虑降雨作用对震后滑坡危险性的影响,对地震叠加降雨诱发滑坡危险性分布进行了快速预测。研究结果对地震应急救灾中的地质灾害防灾减灾具有重要的参考意义。     

历史强震对渭河中游群发大型滑坡的诱发效应反演

以渭河中游地区为例,探索提出了开展历史地震对区域群发滑坡诱发效应反演研究的思路和方法。首先,基于汶川地震在渭河中游地区形成的高烈度异常和震害启示,通过区域活动构造和斜坡带断裂控滑分析,指出历史强震对区内群发大型滑坡的诱发效应不容忽视。然后,利用强震诱发滑坡的最远致灾震中距分析法,筛选出研究区周边300 km范围内需要重点考察其诱发效应的4次关键历史强震:公元前780年岐山MS7.0级地震、1654年天水南MS8.0级地震、1556年华县MS8.25级地震及1920年海原MS8.5级地震。随后,以岐山地震为例,具体阐述了基于Newmark位移模型的地震诱发滑坡位移及危险性反演评估方法;同时反演了其他3次历史强震诱发区内滑坡位移及危险性。最后,定量比较了反演历史强震诱发滑坡的位移与实际大型滑坡分布的空间匹配程度,结果显示天水南MS8.0级地震对渭河中游现存群发大型滑坡的诱发效应最强。     

四川九寨沟Ms7.0级地震滑坡应急快速评估

基于地震滑坡危险性评估的Newmark累积位移模型,利用震前获取的震区地形数据、区域地质资料,结合地震动近实时获取技术,开展了四川九寨沟M_s7.0级地震诱发滑坡的应急快速评估。地震滑坡位移分析结果表明,同震滑坡活动的中—高强度区分布在断层两侧宽约4 km的带状区域内,整体沿北西方向延伸。其中,极震区的丰雪塘、日则和干海子等城镇驻地及附近道路的滑坡强度相对较高;震前、震后影像对比表明九寨沟地震诱发的滑坡类型以浅表型碎屑流及小规模崩塌为主,且同震碎屑流多是在震前已有碎屑流的基础上进一步活动扩展而来,震后汛期泥石流隐患也不容忽视;通过典型地区滑坡位移分析结果与震前、震后影像对比,表明滑坡位移分析结果能够较好的反映同震滑坡的宏观分布特征,但在场地尺度上吻合程度欠佳,后续将通过提升岩性和地形等数据质量进行改进。研究结果可为灾情研判提供宝贵信息,对提高灾害应急救援效率具有重要意义。     

基于简化Newmark模型的长白山天池火山诱发崩塌滑坡危险性评价

火山喷发过程所伴生的地震活动会诱发大量的崩塌滑坡次生灾害,其所造成的人员财产损失甚至超过火山活动本身。2002年以来长白山天池火山区地震活动的异常,表明火山深部的岩浆正在发生变化,天池火山存在喷发的危险。地震崩塌滑坡的危险性区划是降低生命财产损失的有效手段。将火山伴生地震作为崩塌滑坡灾害的诱发因素并据此设置地震参数,利用简化的Newmark累积位移模型,考虑地形因素对地震的放大效应,对长白山地区天池火山喷发下次生崩塌、滑坡灾害的危险性进行评价。通过探讨不同地震震级下的危险性分区结果,认为不同地震参数的设置对危险性分区结果没有影响。将研究区划分为极高、高、中等、低、极低等5个危险等级,其中,极高危险区主要分布在3个区域:以天池口为中心,40km为半径的范围内;沿江乡—两江镇—松江镇条带区域;长白县境内鸭绿江沿岸区域。     

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。      

青藏高原巴塘断裂带地震滑坡危险性预测研究

全新世以来青藏高原东部巴塘断裂带活动强烈,地形地貌和地质构造复杂,历史地震频发,并诱发大量滑坡灾害。基于巴塘断裂带地震滑坡长期防控的需要,在分析区域地质灾害成灾背景和发育分布特征的基础上,采用Newmark模型完成了巴塘断裂带50年超越概率10%的潜在地震滑坡危险性预测评价,并完成地震滑坡危险性区划。结果表明:巴塘断裂带及其临近的金沙江断裂带区域、金沙江及其支流沿岸具有较高的潜在地震滑坡危险性,地震滑坡危险区具有沿断裂带和大江大河等峡谷区分布的总体趋势,受活动断裂和地形地貌影响显著;距离断层越近、坡度越大的斜坡,地震滑坡危险性越高;规划建设中的川藏铁路经巴塘县德达乡、白玉县沙马乡,向西北延伸,跨越金沙江,可以穿越较少的地震滑坡危险区,金沙江水电工程规划建设需加强潜在地震滑坡危害研判及防控。巴塘断裂带潜在地震滑坡危险性评价结果可为区域城镇开发和重大工程规划建设的地震滑坡长期防控提供科学参考。     

考虑基质吸力作用的Newmark改进模型在地震滑坡风险评价中的应用

传统的Newmark模型常对地下水位以上由负孔隙水压力提供的部分抗剪强度忽略不计,这对于滑动面的主要部分处在地下水位以下时较为合理,但对地下水位很深或考虑出现浅层滑动的坡体,其计算结果过于保守。因此,文章将Newmark累积位移模型扩展至非饱和土力学领域,在考虑基质吸力作用的基础上,改进了Newmark模型计算公式。分别利用Newmark传统模型和改进模型对甘肃礼县幅区域内的地震滑坡进行易发性分区,并在此基础上分别开展50年超越概率10%情况下的地震滑坡危险性分区和风险评价,最后利用ROC曲线对评价结果进行验证和比较。结果表明:改进模型所得易发区和危险区的计算结果明显优于传统模型计算结果;改进的模型所得风险区的计算结果虽然改进效果不明显,但仍优于传统模型计算结果。由于考虑基质吸力作用的Newmark改进模型充分发挥了基质吸力的贡献,使得计算结果更为合理,研究成果可为相关地区开展地震滑坡易发性分区、危险性分析和风险评价提供新的参考。     

Seismic landslides hazard zoning based on the modified Newmark model: a case study from the Lushan earthquake,China

Seismically triggered landslides can cause great damage to the road construction in mountainous areas. The permanent displacement analysis based on Newmark sliding-block model can evaluate risk of these landslides from the perspective of deformation damage and overall failure probability of slopes. However, the sliding-block model does not consider the attenuation effect of the shear strength on the sliding surface during earthquake, causing the calculated value of Jibson method to be less than the actual value. Therefore, the Newmark model was modified by adding attenuation coefficients to the effective internal friction angle and the effective cohesion of geologic units. The landslide areal density was proposed for hazard zoning with the Wenchuan earthquake data. The results showed that the predicted values agreed well with the real distribution of the landslides triggered by the Lushan earthquake. The proposed hazard zoning method in this paper can predict the severity of seismic landslides in consideration of the environmental changes in mountainous regions after the earthquake and provide support for the site selection in highly seismic areas.

     

卡拉水电站上田滑坡体稳定性分析及评价研究

[摘 要] 为了分析卡拉水电站工程区某滑坡体的稳定性,通过对其滑坡成因、地形地貌、地质构造、 岩土力学参数敏感性等内在因素分析可知,滑坡体随着坡面隆起和坡内扩容加剧,在外界作用下易导致 边坡失稳破坏;其层面与节理裂隙的不良组合为边坡变形失稳提供了边界,陡倾坡内的裂隙,为地下水 的入渗创造了条件;滑坡稳定性随着岩土力学强度参数的提高而增强。通过对降雨、水位升降和地震等 外在因素的敏感性分析可知,库水位骤升骤降对滑坡的稳定性影响较大;短期降雨影响较小,但时间增 长滑坡失稳概率增加;地震峰值对滑坡稳定性影响较为明显。同时根据分析结果对滑坡体进行了工况 及荷载组合,并对各工况组合进行了稳定性计算及评价,得出水位下降时滑坡稳定性处于极限状态,在 蓄水地震工况下失稳概率较大。     

中国地震滑坡危险性评估及其对国土空间规划的影响研究

中国是世界上地震滑坡灾害最为严重的国家之一.考虑地质构造、地形地貌、地层岩性、河流、地震动参数等6类影响因素,针对50年超越概率10％的抗震设防水准,分别开展了基于信息量模型和Newmark模型的地震滑坡危险性评估.基于最不利原则对两项结果进行地震滑坡危险性综合分区,揭示了中国地震滑坡高危险区集中在南北构造带、青藏高原...     

Seismic reliability analysis of earth slopes under short term stability conditions

Different models were developed for evaluating the probabilistic three-dimensional (3-D) stability analysis of earth slopes and embankments under earthquake loading. The 3-D slope stability model assumed is that of a simple cylindrical failure surface. The probabilistic models evaluate the probability of failure under seismic loading considering the randomness of earthquake occurrence, and earthquake induced acceleration and uncertainties stemming from the discrepancies between laboratory-measured and in-situ values of shear strength parameters. The models also takes into consideration the spatial variabilities and correlations of soil properties. The probabilistic analysis and design approach is capable of obtaining the 2-D and 3-D static and dynamic safety factors, the probability of slope failure, the earthquake induced acceleration coefficient, the yield acceleration coefficient, the earthquake induced displacement, and the probability of allowable displacement exceedance taking into account the local site effect. The approach is applied to a well known landslide case: Congress Street Landslide in Chicago. A sensitivity analysis was conducted on the different parameters involved in the models by applying those models to the Congress Street landslide considering different levels of seismic hazard. Also, a sensitivity analysis was carried out to study the sensitivity of computed results to input parameters of undrained shear strength, and corrective factors. A comparison was made between the different models of failure. The parametric study revealed that the hypocentral distance and earthquake magnitude have major influence on the earthquake induced displacement, probability of failure and dynamic 2-D and 3-D safety factors.