降雨型与地震型滑坡试验研究

为了研究和探索降雨和地震诱发滑坡灾害的成因机理,对降雨型滑坡和地震型滑坡进行了物理模拟试验,系统地研究了坡度、坡体结构、降雨量、振动强度等因素对斜坡破坏变形的影响规律,探讨了降雨和地震诱发斜坡失稳破坏的主要模式和过程.对于降雨型滑坡,通过实验确定不同坡度滑坡的临界降雨量,发现临界降雨量与滑坡坡度呈幂指数关系.对于地震型...     

数值模拟在地震小区划滑坡灾害评价中的应用

工程场地地震安全性评价、特别是在地震小区划工作中,对地震滑坡的评价通常采用定性分析方法,因此,对其影响范围未给出定量的评价结果。本文以吕梁新城地震小区划滑坡评价为例,通过对该区的地质条件、地貌特征的研究,针对具有典型特征的剖面,选取地震力、内聚力、摩擦角作为影响因子,采用离散单元法(DEM)对潜在滑坡体的稳定性进行了数值模拟计算,得到了可能失稳的滑坡体潜在滑动的影响范围。并在此基础上通过对已知滑坡与潜在滑坡剖面结构特征的类比,对整个研究区内滑坡体的影响范围进行了评价。研究结果可为吕梁新城的规划提供依据,也可为同类工程中地震滑坡灾害的定量评价提供参考。     

美国地质调查局2006年地震灾害研究工作计划和预算

1 2006年项目概述 2006年美国地质调查局为地震灾害研究项目的预算申请了51 337 000美元. 美国地质调查局地震灾害项目(EHP)将提供科研信息和必备的相关知识, 用于减少地震和由地震引起的海啸、山体滑坡和沙土液化所导致的人员死亡和经济损失. 项目内容包括: 及时报告震中位置、震级及其可能的破坏; 区域和国家对地震的灾害评估; 增加对地震的成因和地震影响的认识, 提升地震预测能力.     

京津冀地区地震滑坡危险性评估

选取道路距离、地貌类型、坡度、断裂、水系距离、岩土类型等6个因子作为研究区地震诱发滑坡的影响要素,综合分析了地震滑坡分布状况与相关影响因子之间的统计关系。通过GIS空间分析模型计算地震滑坡灾害敏感性指数,并将地震滑坡危险性评估结果按照危险程度划分为极高、高度、中度及轻度4个等级,通过评估地震诱发滑坡的危险性可以有效地减少人员伤亡和经济损失,减轻地震地质灾害对社会和经济的影响,同时也为对地震滑坡诱发机理的分析研究及震后应急救援分析提供科学参考依据。     

基于RS/GIS的汶川震后次生地质灾害统计分析

采用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)相结合的手段和方法,分析了汶川地区区域地质概况、主要构造带的分布性状,以及2008年5月12日地震后大型滑坡、泥石流、堰塞湖等地质灾害的发育特征。在上述工作完成的基础上,进一步开展室内外综合研究,从遥感宏观分析角度通过对地质灾害分布特征以及与地震、地貌、地层、岩性、构造等相互关系的综合分析,利用证据权重法对区域地质灾害发生发展的空间性做出定量的综合评价,并依此提出对研究区的灾害治理进行分级,随后给出治理的建议。     

浙江省文泰震区地震滑坡危险性评估

地震滑坡灾害的震前预测与震后快速评估已成为减轻地震次生灾害的重要手段之一。本文使用简化Newmark模型,设定地震震级(M_S5.0),利用区域地质图、数字高程模型等基础数据,考虑地形对地震动的放大效应,对文泰震区潜在同震滑坡区域开展评估工作。研究表明,干燥与饱和状态下,设定地震作用下研究区内地震滑坡高危险区均主要分布在距设定震中15km以内的范围内,其分布与区内岩土体处于临界稳定状态的分布趋势相同。区内水库坝址与水库库体未受到潜在同震滑坡的影响,划定的重点关注区内位于潜在滑坡体下方的千秋门村、驮加村、高西村、杜山村、南峤村、包坑村、龙前村、新厂村以及各级公路易受到同震滑坡的影响,应提升重点关注区内承灾体的风险防范能力,尽可能减少潜在同震滑坡对区内生命财产安全造成的威胁。     

地震崩塌滑坡危险性应急评估模型效果对比——以2022年6月1日MW5.8芦山地震为例

震后快速准确获取同震崩塌滑坡的分布范围和评估可能的灾害损失对地震灾害应急救援和安置规划至关重要,2022年M_W5.8芦山地震为开展不同评价模型在区域地震崩塌滑坡的快速评估研究提供了宝贵窗口。文中选用基于机器学习方法建立的新一代中国地震滑坡危险性模型(下文称Xu₂₀₁₉模型)和简易Newmark模型进行了2022年M_W5.8芦山地震崩塌滑坡快速应急评估研究,基于本次事件的地震滑坡数据库(包括2 352处崩塌滑坡,面积为5.51km²),探讨2种模型的准确性和适用性。结果表明,基于Xu₂₀₁₉模型计算得到的崩塌滑坡面积为5.07km²,与实际崩塌滑坡面积十分吻合,而基于Newmark模型计算预测的崩塌滑坡面积达21.3km²。从评估结果的空间分布上来看,2种模型预测的高危险区域基本一致,高危险区域基本位于发震断层的上盘。但Xu₂₀₁₉模型对于西北区域(崩塌滑坡集中发育区)的危险性预测明显偏低,而Newmark模型对西...     

基于GIS和多变量决策树的地震滑坡道路中断风险应急评估模型

在地震应急阶段,如何定量评估地震滑坡道路中断风险是一项亟待完善的关键技术。为解决这一难题,以2008年汶川M_S8.0地震、2014年鲁甸M_S6.5地震及2012年彝良M_S5.7、5.6地震为案例开展地震滑坡道路中断风险应急评估模型的构建和检验。汶川研究区用来建立地震滑坡道路中断风险多变量决策树的应急评估模型,并对模型作有效性评价,鲁甸和彝良研究区用来对所建模型开展相似区域外延适用性的评价。通过P值检验模型统计学的显著性,使用Kappa值评价模型推断结果与实际情况的一致性。汶川研究区的P值为2.52×10^-203,Kappa系数为0.91。说明使用模型计算出的道路中断风险是地震滑坡道路是否中断的良好指标。鲁甸和彝良研究区的P值为9.7×10^-107,Kappa系数为0.81。这表明在允许一定误差的情况下,本研究建立的地震滑坡道路中断风险多变量决策树应急评估模型可以推广应用到其它类似地区。     

2015年4月25日尼泊尔8.1级特大地震科学问题探讨

2015年4月25日14时11分(北京时间),尼泊尔发生8.1级特大地震,截至4月29日,地震造成5 200多人死亡。地震引发的雪崩、滑坡、泥石流等次生灾害非常严重,致使尼泊尔8.1级特大地震具有"震级大,余震少,救援难度大,影响范围广"的灾害特点。本文通过跟踪分析研究地震暴露出来的种种现象和问题,探讨了隐藏在现象和问题背后的几个主要科学问题,即地震成因问题,宏观震中问题,地震是否预测的问题等,旨在抛砖引玉,共同推进地震科学研究向前发展。     

基于Newmark方法的四川芦山6.1级地震公路滑坡快速评估

2022年6月1日四川省雅安市芦山县6.1级地震发生后,基于地震震级与历次地震中震区交通状况综合考虑,对震区公路滑坡风险等级开展快速评估工作,使用Newmark模型计算得到研究区内岩土体永久累积位移并划定地震滑坡风险等级。结果显示,在芦山6.1级地震的影响下,研究区内滑坡风险等级由震中区域向四周逐渐降低,与地震动强度的衰减具有相似的规律;区内北西侧的滑坡风险等级要明显高于南东侧,该分布规律与研究区地形地貌特征相吻合;依据划定的危险性等级,在研究区圈定7个公路滑坡高风险区域,收集到的实际7处受灾路段有6处落在公路滑坡高风险区内。验证表明,基于Newmark模型与路网数据划定的公路滑坡高风险区具有较高的可信度,该地震公路滑坡快速评估方法可以为灾后应急救援力量部署及减轻地质灾害造成的损失提供一定帮助。     

地震动参数与地震灾害相关性分析——以汶川震区地震滑坡灾害为例

本文以汶川地震滑坡震害为例, 设计一种方法, 对几个反映不同地震动特性的地震动参数与地震滑坡灾害的相关性进行了分析比较.结果表明: Arias强度参数与地表破坏的相关性最好, 该参数比较适合小区域范围的震害预测评估; 峰值加速度与地表破坏的相关性较好, 但更适合作为较大区域的震害评估参数; 与持时和频率有关的参数对于具体场地的震害机理分析具有辅助作用; 垂向地震动对滑坡震害的作用不容忽视. 本文结论对于其它震害相关研究中评估因子的选取具有参考意义.      

无人机高分辨率遥感影像地震滑坡信息提取方法

选取四川"4·20"芦山地震震区发生的地震滑坡为研究对象,首先构建区域地质特色的无人机影像地震滑坡样本库;然后引入迁移学习机制完成了无人机高分辨率遥感影像地震滑坡信息提取。研究结果表明地震滑坡提取总体精度达87.2%,能满足地震滑破灾害环境宏观调查,滑坡灾害体监测等应急需求。     

基于不同核函数的2010年玉树地震滑坡空间预测模型研究

基于统计学习理论与地理信息系统(GIS)技术的地震滑坡灾害空间预测是一个重要的研究方向,其可以对相似地震条件下地震滑坡的发生区域进行预测.2010年4月14日07时49分(北京时间),青海省玉树县发生了M_w6.9级大地震,作者基于高分辨率遥感影像解译与现场调查验证的方法,圈定了2036处本次地震诱发滑坡,这些滑坡大概分布在一个面积为1455.3 km²的矩形区域内.本文以该矩形区域为研究区,以GIS与支持向量机(SVM)模型为基础,开展基于不同核函数的地震滑坡空间预测模型研究.应用GIS技术建立玉树地震滑坡灾害及相关滑坡影响因子空间数据库,选择高程、坡度、坡向、斜坡曲率、坡位、水系、地层岩性、断裂、公路、归一化植被指数(NDVI)、同震地表破裂、地震动峰值加速度(PGA)共12个因子作为地震滑坡预测因子.以SVM模型为基础,基于线性核函数、多项式核函数、径向基核函数、S形核函数等4类核函数开展地震滑坡空间预测研究,分别建立了玉树地震滑坡危险性指数图、危险性分级图、预测结果图.4类核函数对应的模型正确率分别为79.87%,83.45%,84.16%,64.62%.基于不同的训练样本开展模型训练与讨论工作,表明径向基核函数是最适用于该地区的地震滑坡空间预测模型.本文为地震滑坡空间预测模型中核函数的科学选择提供了依据,也为地震区的滑坡防灾减灾工作提供了参考.     

地震应急中诱发滑坡灾害致灾距离快速评估方法研究

地震诱发滑坡灾害在我国分布很广,尤以西部山区为重.地震滑坡不仅会造成巨大的经济损失和众多的人员伤亡,还会对震后应急救援方案的制定、救援路线的选择造成重大影响.为此,本文对建国以来300多个震例进行了分析研究,结合地震应急快速评估的实际工作需求,给出了在不同工作阶段进行地震诱发滑坡致灾距离评估的3种方法,并将本研究结果同其他研究结果进行分析比较,认为本研究所得结果比较适合于实际的应急灾害快速评估工作.     

概率地震滑坡危险性区划方法及应用

地震是滑坡的一个重要诱发因素。研究表明,4.0级以上地震即可诱发滑坡,而中、强地震即可诱发大规模的滑坡灾害,造成严重的人员伤亡和财产损失,特大型地震诱发滑坡导致的灾害程度甚至会强于地震造成的损失程度。我国地处太平洋地震带和欧亚地震带之间,山区面积广大,具有极高的地震滑坡危险性;随着经济发展、资源开发利用,经济发展战略向西部山区的转移,在进行越来越多的城市规划、铁路、公路、水库大坝及重要建筑物选址等土地利用的同时,也将承受着更加严重的地震滑坡风险。亟需进行地震滑坡危险性预测及区划,并在此基础上进行风险评估与管理,以减轻规模大且分布范围广的地震滑坡灾害。未来地震的发生具有一定的随机性,地震强度、位置及地震频度等都具有不确定性。对研究区地震诱发滑坡的危险性进行分析及区划,需要考虑所有潜在地震的影响。现有的研究以遭受给定超越概率水平的地震动作用下的滑坡危险性进行区划,忽视了部分潜在发生地震的影响,是一种条件概率下的危险性区划。本文在分析现有地震滑坡危险性区划研究成果的基础上,提出了一种考虑所有潜在发生地震影响的地震滑坡危险性区划新方法。为此,论文首先对影响地震滑坡的主要因素进行了归纳与总结,在此基础上结合概率地震危险性分析和地震滑坡危险性评价的Newmark累积位移模型,建立了考虑潜在地震影响的概率地震滑坡危险性区划方法;利用集集地震、汶川地震、东日本大地震及芦山地震中记录到的大量强震记录,系统分析了与地震滑坡密切相关的地震动参数阿里亚斯烈度(Arias Intensity)的空间分布特征,考察了现有阿里亚斯烈度衰减关系的适用性;以天水强震区为例,开展概率地震滑坡危险性区划方法的应用。在以上工作的基础上,本文取得了以下进展和成果:(1)初步建立了一种新的考虑潜在地震影响的概率地震滑坡危险性区划方法。该方法充分考虑了潜在地震发生的不确定性,并可修正震源机制、场地类型及地形高度的影响,区别于以往使用给定超越概率的地震动开展地震滑坡危险性区划,考虑了所有潜在地震对于诱发场点发生地震滑坡的贡献;(2)利用几次地震获取的大量强震数据,对现有阿里亚斯烈度衰减关系的适用性进行了系统深入的讨论,相关研究可为使用阿里亚斯烈度参数开展地震滑坡危险性区划以及今后建立我国的阿里亚斯烈度衰减关系提供参考;分析了阿里亚斯烈度的空间分布特征,包括断层走向对近断层地震动的影响、上盘效应、破裂传播方向性效应及地形效应等,对进一步认识地震滑坡的形成机理、有针对性地制定减轻和防御地震滑坡灾害的对策具有重要价值;(3)以天水强震区为例,基于我国新一代地震动参数区划图的潜在震源区模型以及本文利用实测强震数据,开展适用性对比分析所选出的阿里亚斯烈度衰减关系,结合根据研究区的地层岩性及高程等数据所获取的Newmark累积位移模型参数,采用本文建立的概率地震滑坡危险性区划方法,分析了研究区未来50年内不同地区的地震滑坡危险性(地震滑坡概率)。结果表明,地震滑坡中、高危险区主要分布在物质结构较为松散及垂直节理和裂隙发育的黄土丘陵和成岩性较差的泥岩出露且斜坡坡度较大(坡度大于30°)的地区,其中又以渭河及其支流藉河、牛头河两岸的地震滑坡危险性较高,对天水市区周边及陇海铁路构成极大的威胁,可为相关的土地规划利用及地震滑坡风险评估及管理提供参考。     

基于信息量和逻辑回归耦合模型的黄土地震滑坡危险性分析

黄土地震滑坡危险性分析对黄土地区城镇化、工程建设的规划和地震灾害预防具有重要意义。以甘肃省定西市岷县—漳县交界处为研究区域,通过统计分析该区历史地震滑坡灾害数据,归纳并建立包含地震、坡度、坡高、坡向、地层岩性、年平均降雨量、河流流域和地貌类型等8个影响因子的评价指标体系,采用信息量模型、逻辑回归模型和信息量-逻辑回归耦合模型分别分析该区域黄土地震滑坡危险性。结果表明：(1)地震、河流和降雨是诱发黄土滑坡灾害发生的主要因素,其中地震因子贡献率最大;(2)研究区可划分为高、较高、中、低和极低危险区五个等级,其中高危险区主要集中于岷县、漳县与陇西县等地;(3)根据受试者工作特性(ROC)曲线精度检验结果,三种模型的AUC值分别为0.889、0.617和0.898,信息量-逻辑回归耦合模型结果的精确性相比其他两个模型更高。     

基于综合指标法的芦山地震滑坡危险区等级快速划分

山区强烈地震诱发的滑坡崩塌是一种致灾严重、发生范围较广的灾害,进行地震滑坡危险区划是降低损失的有效手段之一。以2013年4月20日MW7.0芦山地震为例,以芦山县、宝兴县及其周边受滑坡崩塌灾害影响较为严重的区域作为研究对象,选定地层岩性、坡度、地震烈度、距断层距离和距水系距离等5类与地震滑坡关系密切的影响因子,采用层次分析法确定每个影响因子的权重,继而采取综合指标法,将研究区划分为低危险、中度危险、较高危险和最高危险4个等级的危险区,用以表示该区域在遭受给定的地震烈度作用下发生地震滑坡的可能性的大小。实地勘察的滑坡点分布与预测的地震滑坡危险区的对比表明,两者吻合程度较高,约有77%的滑坡点落在较高危险和最高危险区。研究成果可为地震滑坡灾害应急、山区地震滑坡预测、滑坡灾害预防等工作提供参考依据。     

全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控

干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3～10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2％、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用"一井一策"的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究.     

区域边坡地震危险性评价理论研究进展

地震滑坡会对自然环境和人民生活带来极大破坏,在大区域范围内对边坡遭受地震影响的程度进行评价判断,主要采用具有预测性质的潜在地震诱发滑坡危险性评估的方法。因此,深入研究边坡地震危险性分析的基本理论并作出符合实际的危险性分布图对工程建设和灾害防治具有较大意义。梳理并阐述具有预测性质的边坡地震危险性分析所需数据资料及各类数据的研究进展,将利用永久位移法进行边坡地震危险性评价所需数据归纳为三种：(1)边坡在地震影响下破坏程度的判定依据;(2)区域地震动参数如峰值加速度、阿里亚斯强度;(3)边坡坡体基本参数如黏聚力、摩擦角、重度、滑块厚度、坡角等。边坡地震危险性评价的准确程度与这三类数据的研究程度与准确性有关。文章对三类数据分别详细阐述各自的研究现状与成果应用,最后分析理论存在的部分问题以及以后的研究方向。     

1920年海原地震滑坡密集区的地震动场地效应研究

地震动作为引起地震灾害的原动力,常常通过造成建筑物倒塌、山体滑坡等形式引起大量人员伤亡和财产损失。1920年海原8½级地震,在震中距80 km远的西吉—静宁交界的黄土丘陵区引发了大量的山体滑坡,并造成重大人员伤亡和财产损失。在分析海原地震高烈度区滑坡分布特征的基础上,通过场地调查和数值计算等方法,研究典型滑坡密集场地的地质条件及地震反应特征。研究表明起伏地形和黄土厚度不均等因素造成丘陵山体两侧地震反应的差异,从而导致地震滑坡在斜坡土体较厚的一侧成群连片发育。海原地震造成的滑坡密集区的地形地貌、岩土性质、土层结构等条件决定了该地区地震动随局部场地条件变化非常迅速,地层场地效应和地形场地效应联合作用加剧了斜坡地表的地震动放大作用,增加了触发地震滑坡的动力。