汶川地震滑坡灾害研究综述

汶川地震后,次生滑坡灾害问题受到了广泛关注。文章从以下七个方面对当前汶川地震次生滑坡灾害研究成果进行了总结:①汶川地震滑坡区域分布调查与编录;②重点滑坡详细调查、类型、机制、稳定性分析、运动堆积模拟;③特点与分布特征;④影响因子敏感性分析;⑤汶川地震滑坡评价;⑥汶川地震区泥石流研究;⑦滑坡岩体力学试验研究。最后,总结了当前研究存在的问题,并对以后的研究方向进行了展望。     

汶川地震和科学钻探

2008年5月12日,在我国四川省发生了震撼世界的汶川特大地震,给人民的生命财产造成了巨大的损失。在汶川特大地震发生及其余震尚在继续的特殊时期,快速实施汶川地震断裂带的科学钻探（WFSD）,是认识地震发生的机制、继续对余震进行有效监控以及提高地震监视和预警的能力的极佳机遇。2008年11月6日,汶川地震断裂带科学钻探工程开工典礼在四川省都江堰市虹口乡举行,标志着地震机制的研究跨上了新的台阶。通过对科学钻孔的直接取样,多学科观测和测试,揭示地震断裂带的深部组分、结构和构造属性,重塑地震断裂带的物理和化学过程,为提高未来地震的监测、预报或预警能力提供重要信息。     

汶川大地震震中喷发气、石的“爆烈式泥火山”场景——兼讨论地震的超临界水流体退相爆发成因

经多次现场核实,5．12汶川地震震中实为：有巨量喷发气、石的“爆烈式泥火山”伴大地震一巨量黑烟喷发和成千万m^3灰砂夹巨石千米抛射,同时引发烈度Ⅺ级的Ms8．0大地震。震中的此场景显然不能用传统构造运动成因自圆其说。汶川大地震只能是地内超临界水流体（简称SCW）退相爆发成因：地震带地下（10-20）km深处,汇聚了巨量SCW（H2O-CO2-空气-CH体系）流体,当其首先上窜到震中莲花心沟下方,减压至临界点（Pc=22．1Mpa）时,瞬间爆发退相,放出能量巨大和体积膨胀千倍的气体,爆发炸碎孕震库上方围岩,造成龙门山断裂带瞬间释放能量,形成大地震。     

5.12汶川地震崩塌滑坡分布特征及影响因子评价——以都江堰至汶川公路沿线为例

以都江堰至汶川公路沿线为研究对象,利用遥感影像解译和野外调查数据,探讨了都汶公路沿线地震崩塌滑坡分布规律,并利用主成分分析,确定了影响地震崩塌滑坡的关键影响因子.结果表明:①地震崩塌滑坡主要分布在坡度为30～65°的坡体上,其崩塌滑坡面积占总面积的82.79%;坡向为东、东南和南坡3个坡向, 其崩塌滑坡面积占总面积的51.32%;其分布的坡面粗糙度多为Ⅰ~Ⅳ级,其崩塌滑坡面积占总面积的84.45%;集中在距主断层距离5～20 km范围内,其崩塌滑坡面积占总面积的56.15%;土地利用类型主要为有林地、灌木林地和疏林地,尤其是灌木林地,三者的崩塌滑坡面积占总面积的89.93%;地层岩性主要为第1、2、3和20类地层岩性组合,其崩塌滑坡面积占总面积的41.34%.②根据主成分分析,坡度和坡面粗糙度对地震崩塌滑坡的贡献最大,是影响地震崩塌滑坡的关键因子,其次是距主断层距离和土地利用,坡向和地层岩性对地震崩塌滑坡的贡献程度较小.     

汶川地震北川县城地质灾害调查与初步分析

汶川8.0级地震造成了北川县巨大的破坏,导致上万人死亡,整个北川县城变为废墟。现场地震科考分析显示,造成北川县城区建筑物和道路严重损毁,以及人员重大伤亡的三个主要原因为：①强地震产生的振动破坏效应;②活断层错动产生的地表破裂效应;③地震引发的次生地质灾害（崩塌、滑坡和泥石流）。地震次生地质灾害造成了北川县城区上千人死亡、大量房屋被埋、多处路段被毁。在分析地震地质构造背景基础上,对地震引发的北川县城崩塌、滑坡和泥石流次生地质进行了现场调查,查明了地质灾害分布和发育特征,初步分析了王家岩滑坡和景家山崩塌的地震地质灾害破坏机理。     

Abnormal Phenomena Recorded by Several Earthquake Precursor Observation Instruments Before the Ms 8.0 Wenchuan, Sichuan Earthquake

The paper introduces the anomalies observed by digital tiltmeter, cross-fault deformation meter, 4-component borehole strainmeter and geothermometer before May 12, 2008, Ms8.0 Wenchuan earthquake, Sichuan. The digital tiltmeter installed in the epicentral region in Shifang County recorded the tilt anomalies 15 days before the earthquake with variation amplitude of 3.7 times larger than the annual deviation of 2007. The cross-fault deformation meter installed at Zimakua station on the Xianshuihe-Anninghe fault zone detected displacement anomaly occurring since 2006 with the variation amplitude exceeding the cumulative value of the last ten years. Five borehole strainmeter stations in the Chongqing section of Three Gorges Reservoir area observed unconventional strain changes occurring in the period from May 1 through 12, 2008. Among them, the strainmeter at Wanzhou station recorded the great compression strain rate on the EW component at 14:00 o'clock of May 10, and the anomaly amplitude was so large that the instrument output exceeded its dynamic range, corresponding to a level of ～104 nanostrains. The geothermometers installed in Xi'an, Chongqing and Xichang recorded the sudden temperature changes from November 2007 to January 2008 with the variation amplitudes several times larger than the ordinary deviation. The above phenomena and the criteria for distinguishing the anomalies from background fluctuations are discussed in this paper.     

汶川8.0级特大地震震源断裂特征及其动力学分析

笔者根据地壳表层地质构造和地震地质研究与地震测深和大地电磁测深成果,运用现代构造解析理论与方法,论证了汶川8.0级特大地震的深部构造环境,探讨了汶川8.0级特大地震震源区的地震断裂和震源断裂基本特征与相互关系,及其形成的地球动力学问题。笔者认为龙门山碰撞造山带深处隐伏壳幔韧性剪切带可能是汶川8.0级特大地震主震区的震源断裂,而地壳表层发育的映秀断裂带、北川断裂带和彭县—灌县断裂带等可能是汶川8.0级特大地震主震区的地震断裂,该区震源断裂与地震断裂既有显著区别,又有密切联系。研究表明,在印度板块与太平洋板块和菲律宾海板块对欧亚板块俯冲碰撞的动力学作用下,形成上扬子地块向青藏高原东缘碰撞—楔入以及青藏高原东缘向东仰冲,深部向东俯冲的动力学态势,造成龙门山碰撞造山带切割莫霍界面的壳幔韧性剪切带向中上地壳扩展,应力高度集中与能量快速释放破裂,从而引起汶川8.0级特大地震的发生,以及大型同震地表破裂带的形成。探索震源断裂与地震断裂区别与联系,对进一步研究地震机制与发震动力学以及防震减灾有重要意义。     

Abnormal Phenomena Recorded by Several Earthquake Precursor Observation Instruments Before the Ms 8.0 Wenchuan,Sichuan Earthquake

Abstract: The paper introduces the anomalies observed by digital tiltmeter, cross-fault deformation meter, 4-component borehole strainmeter and geothermometer before May 12, 2008, Ms8.0 Wenchuan earthquake, Sichuan. The digital tiltmeter installed in the epicentral region in Shifang County recorded the tilt anomalies 15 days before the earthquake with variation amplitude of 3.7 times larger than the annual deviation of 2007. The cross-fault deformation meter installed at Zimakua station on the Xianshuihe-Anninghe fault zone detected displacement anomaly occurring since 2006 with the variation amplitude exceeding the cumulative value of the last ten years. Five borehole strainmeter stations in the Chongqing section of Three Gorges Reservoir area observed unconventional strain changes occurring in the period from May 1 through 12, 2008. Among them, the strainmeter at Wanzhou station recorded the great compression strain rate on the EW component at 14:00 o'clock of May 10, and the anomaly amplitude was so large that the instrument output exceeded its dynamic range, corresponding to a level of ~104 nanostrains. The geothermometers installed in Xi’an, Chongqing and Xichang recorded the sudden temperature changes from November 2007 to January 2008 with the variation amplitudes several times larger than the ordinary deviation. The above phenomena and the criteria for distinguishing the anomalies from background fluctuations are discussed in this paper.     

汶川8级地震地质灾害的类型及实例

龙门山地区活动断裂右旋斜冲运动与汶川8级强烈地震存在成因联系。汶川8级地震造成了惨重的人员伤亡和巨大的财产损失,地震地质灾害主要类型有地震灾害、地震触发地质灾害和地震引发地质灾害隐患。严重地震灾害包括房屋倒塌与部分坍塌、房屋平移、房屋倾斜变形、墙体破裂与结构破坏、桥梁垮塌等。地震触发严重地质灾害包括山体滑坡、山体滑塌、岩块崩塌,局部产生泥石流与沙土液化。地震引发地质灾害隐患包括潜在滑坡、不稳定边坡与滑塌隐患、危岩体与崩塌隐患及泥石流灾害隐患。地震地质灾害分布与活动断层存在密切关系,沿北川映秀断裂地震地质灾害最为严重,沿汉旺漩口断裂、茂县汶川断裂、青川断裂地震地质灾害也比较严重。在活动断裂之间相对稳定地块远离活动断裂超过3~5 km,地震灾害和地震触发地质灾害显著减轻。     

汶川“5•12”地震前后十年生态环境变化分析

“5?12”汶川大地震使震中汶川的生态环境发生了巨大变化,基于地震前后多年的遥感影像数据和气象站点数据,将生态环境影响因子分为地形因素（高程、坡度、坡向）、自然因素（植被覆盖度、土壤湿度指数）和气象因素（年降水量、年平均气温）3大类。采用综合评价指数法,即加权综合评分法中的层次分析法（AHP）计算出评价因子的影响权重。利用评价因子分级和权重计算生态环境综合指数,对生态环境综合指数进行分级,综合比较研究区生态环境变化,总结汶川地震前后10年的生态环境变化情况。结果表明,研究区的生态环境受地震影响,经历了破坏、修复和超过震前水平的过程,人类活动对生态环境变化有着重要影响     

汶川地震触发平溪村滑坡特征及成因分析

平溪村滑坡是汶川地震触发的高速岩质滑坡,面积为3.7×104m2,体积约65×104m3。滑坡距离映秀—北川发震断裂带中的石坎断层不足500m,在强大地震力作用下,滑坡滑动面陡峭、粗糙,与重力作用下呈圆弧、平滑的滑面迥异。地震触发的滑坡可分为三个阶段:①震动拉裂阶段;②摩擦阻力降低、"锁固段"剪断阶段;③滑体溃滑,高速流动堆积阶段。然后结合结构面的力学分析,通过数值模拟对地震作用下的应力变化和震裂机制进行了初步分析。     

税湾地震黄土滑坡的岩土动力特性及其稳定性评价

黄土滑坡体的稳定性是一项重要的地质调查内容,需要结合区域地震地质条件进行评价。对天水市麦积区税湾某黄土滑坡体采用并行电法探测和数值模拟2种手段进行论证评价。通过并行电法对滑坡体进行精细分层探查,确定滑坡体的赋存状态及主滑面特征参数,精确构建税湾滑坡体的数值模型,进一步分析其在地震荷载作用下的动力响应特征;同时,采用多种方法计算滑坡体在自然状态、小震和大震3种情况下的稳定安全系数,其中利用强度折减法所得系数分别为2.942、1.99和0.683,结果表明,大震情况下该黄土滑坡体将发生滑动破坏。其过程为早期在滑坡体上部出现拉裂破坏、中下部出现剪切破坏,随着震波的持续加载,斜坡上下剪切应变高值贯通,滑面形成。采用现场探测和数值模拟相结合的评价方法及其所取得的结果,可为当地滑坡防治提供指导,为类似滑坡的稳定性评价提供参考。     

地震滑坡编目图误差分析

地震滑坡编目是地震滑坡区域研究的基础。近年来,单次地震事件后的地震滑坡编目工作成果多有出现,然而,地震滑坡编目误差分析,尤其是滑坡的面积与体积误差分析研究却是一项空白。本文提出了一种基于遥感影像空间分辨率的地震滑坡编目误差分析方法,并分别对2010年4月14日玉树Mw69级地震触发的2036处滑坡、2010年1月12日海地Mw70级地震触发的30828处滑坡、2008年5月12日汶川Mw79级地震触发的197481处滑坡编目图进行误差分析。结果表明玉树地震滑坡面积为1191 km2,误差范围是1153 ~1229 km2（9681%~10319%）,体积为2012×106m3,误差范围是1947×106~2078×106m3（9677%~10328%）;海地地震滑坡面积为15743km2,误差范围是15118 ~16368 km2（9603%~10397%）,体积为29698×106m3,误差范围是28594×106~30821×106m3（9628%~10378%）;汶川地震滑坡面积为1160025km2,误差范围是1072258 ~1248424km2（9243%~10762%）,体积为4693159×106m3,误差范围是4372957×106~5033739×106m3（9318%~10726%）。遥感影像分辨率与滑坡编目误差的关系分析表明不同分辨率遥感影像对地震滑坡编目图误差有明显影响,地震滑坡强频分布与滑坡编目误差的关系分析表明滑坡规模对地震滑坡编目图误差也有明显影响。该地震滑坡编目图误差分析方法可以推广应用于更多的地震滑坡事件。     

四川汶川MS 8.0大地震地表破裂带的遥感影像解析

2008年5月12日发生于四川盆地西部龙门山断裂带的汶川MS 8.0级大地震造成巨大的人员伤亡和财产损失,并形成了空间上基本连续分布的地表破裂带（地震断层）。根据地表破裂带的解译标志及影像特征,我们充分利用震后中国科学院航空遥感飞机所获取的高分辨率航空遥感图像以及我国台湾福卫-2卫星遥感图像进行详细解译分析,并结合震后的多次野外科学考察与验证,初步查明了四川汶川MS 8.0级大地震所产生地表破裂带的空间分布特征。遥感解译分析表明汶川大地震产生的地表破裂带总计长约300 km,其几何学特征十分复杂,主要沿先存的NE走向活动断裂带呈不连续展布;变形特征以逆冲挤压为主兼具右旋走滑分量。按同震地表破裂带所在断裂带位置,可将其分为两条： 中央地表破裂带：沿映秀-北川断裂带分布,从西南开始呈北东向延伸至平武县水观乡石坎子北东一带,长约230 km,最大垂直位移量达6.0 m左右,最大右旋水平位移达5.8 m;山前地表破裂带：沿灌县-安县断裂带分布,由都江堰市向峨乡一带开始呈北东向延伸至安县雎水镇一带,长约70 km,以逆冲挤压为主,最大垂直位移量可达2.5 m。此外,遥感图像分析还表明上述地表破裂带与地质灾害分布在空间上具有十分密切的相关性,因此,挤压逆冲-走滑型地震断层的致灾效应研究是未来应该加以重视的研究课题。     

2008年汶川大地震同震、震后形变和应力及对松坪沟地质灾害的影响

2017年在四川茂县松坪沟发生的新磨滑坡造成了重大人员伤亡.除了分析降雨、工程地质等因素外,前人提出地震对滑坡的形成也起到了重要作用,然而目前还缺乏详细的定量分析.本研究根据龙门山地区地壳结构和GPS观测,结合美国地质调查局USGS反演得出的汶川地震同震破裂模型,利用粘弹性分层半无限空间模型(PSGRN/PSCMP程序...     

Spatial-temporal Variations of H2 Concentration in Soil Gas in the Seismic Fault Zone Produced by the Wenchuan MS 8.0 Earthquake

Degassing of Hydrogen (H₂) from fault may be a good indicator of fault activity. The concentration of H₂ in soil gas in the seismic surface rupture zone produced by the Wenchuan M_S 8.0 earthquake was investigated in twenty three measuring regions in order to explore the relationship between the spatio-temporal variations of H₂ concentration in soil gas along the seismic rupture zone and the vertical displacements and aftershocks activities. The results indicated: ① the sources of H₂ were directly related to from the release of natural gas reservoirs; ②the average concentration of H₂ in soil gas spatially decreased from Yingxiu to Nanba; ③the magnitudes of the H₂ concentration anomalies declined significantly with time. It is very significant to study the variation tendency of atmospheric environment with further research of degassing of H₂ from faults.