基于层数自适应加权卷积神经网络的川藏交通廊道沿线滑坡易发性评价

开展铁路沿线滑坡易发性评价对川藏交通廊道工程建设及运维过程中的风险管理具有重要意义.提出一种层数自适应、通道加权的卷积神经网络(layer adaptive weighted convolutional neural network,LAW-CNN),对川藏交通廊道沿线滑坡易发性进行评价.依据野外调查和影响因素分析筛选出影响滑坡发生的影响因子,绘制滑坡编目,构造用于易发性评价的实验数据集;针对卷积神经网络的权重初值、网络层数等超参数难以优化设置的问题,提出基于影响因子信息熵的通道加权方法和网络层数优选策略,通过多通道加权和层数自适应分类卷积的方式提出滑坡易发性制图的LAW-CNN架构;搜索最优LAW-CNN网络结构并训练网络参数,获取研究区滑坡发生概率并进行易发性分级评价.所提的LAW-CNN模型可以不同权重和不同深度挖掘影响因子的深层特征,实验结果表明,模型曲线下面积(area under curve,AUC)值为0.852 8,极高易发区滑坡点密度为1.251 9,均优于SVM(support vector machine)和CNN模型;川藏交通廊道沿线滑坡极高和高易发区主要集中在大江大河两侧以及横断山区.LAW-CNN模型可较好评价川藏交通廊道滑坡易发性,能够为川藏交通廊道的建设和灾害防治提供科学的依据.      

基于斜坡破坏模式的软弱变质岩区岩质滑坡易发性评价

滑坡受控于地质环境条件和坡体地质结构,不同地质结构的斜坡失稳破坏的模式存在差异,本文以后龙门山千枚岩区为例,基于现场调查,梳理总结了区内岩质滑坡发生的力学模式与斜坡地质环境、坡体结构之间的关系,进而选取控制滑坡发生的关键因素,运用ARCGIS软件的加权叠加功能定量划分了不同模式滑坡的易发区域,主要取得以下认识：（1）滑移—拉裂式滑坡主要发生在坡度30-45°的顺向飘倾坡内、滑移—溃曲式滑坡发生在坡度30-45°的顺向伏倾坡内、倾倒变形主要发生在岩层倾角大于65°的反向斜坡内;（2）区内倾倒变形易发区面积为8.73km2、滑移拉裂易发区面积为4.31m2、滑移溃曲易发区面积为3.28km2,以倾倒变形类型的滑坡为主,已发生滑坡与易发分区结果比对证明了滑坡易发分区与实际情况基本吻合。     

贵州西部崩塌滑坡地质模式及其敏感地层研究

本文将贵州西部约２８８６２ｋｍ２范围内近１８００处崩塌、滑坡总结为受塑流—拉裂、弯曲—拉裂、蠕滑—拉裂、滑移—弯曲和滑移—压致拉裂等五种地质模式或复合模式控制．并指出，区内崩塌、滑坡主要由塑流—拉裂、弯曲—拉裂、蠕滑—拉裂等地质模式演变而成，表现出较强的地层控制性；由于航片解译的局限性，未对滑移—压致拉裂模式举例讨论，但肯定其的确存在。同时阐明，近几十年来发生的滑坡主要为受蠕滑—拉裂地质模式控制的松散层滑坡．     

基于逻辑回归–信息量的川藏交通廊道滑坡易发性评价

川藏交通廊道位于青藏高原中东部,是世界上隆升和地貌演化最快的区域之一。在内外动力耦合作用下,区内滑坡灾害极其发育,严重制约着公路、铁路和水电工程的规划建设。在区域地质资料收集和整理的基础上,选取岩性、坡度、坡向、坡形、地形起伏度、地形粗糙度、断裂密度和河流距离8个因素为评价因子,结合传统信息量和逻辑回归模型的优势,采用逻辑回归–信息量模型对研究区滑坡进行易发性评价。通过对评价因子的多重共线性和显著性检验,得到评价因子不存在多重共线性且均对滑坡发生具有显著影响。采用ROC曲线对评价结果进行检验,其AUC值为0.81,表明评价模型能很好地预测滑坡的发生。易发性评价结果表明:研究区高易发区主要集中龙门山断裂带、金沙江断裂带、澜沧江断裂带、怒江断裂带、边坝–洛隆断裂带等大型活动断裂带控制区,以及区内坡度陡峭、地形起伏度大的大型河流深切河谷的两岸;中易发区在区内分布广泛,主要分布在岸坡较陡、地形起伏度中等的大型河流支流的两岸。研究结果有利于加深对川藏交通廊道滑坡发育分布的认识,也可为研究区的工程规划建设和防灾减灾提供科学依据。     

甘肃永靖黑方台地区灌溉诱发型滑坡发育特征 及力学机制

水是诱发黄土滑坡最为积极的因素,以灌溉诱发型滑坡尤为典型.基于野外水工环地质综合调查,对黑方台地区灌溉渗透诱发滑坡的发育特征进行总结.通过分析特定孕灾地质条件下滑坡发育特征的差异,认为黄土滑坡形成的力学机制以滑移-压致拉裂-剪断型和蠕滑-拉裂-滑移型为主,而黄土-基岩滑坡以滑移-压致-拉裂型为主.滑移-压致拉裂-剪断型黄土滑坡为原位溯源后退扩展式,系灌溉水入渗后造成黄土饱和带厚度增大,不仅造成台缘周边地下水溢出带部位渗透压力增大,且抗剪强度显著弱化,从而在坡体自重作用下发生蠕滑剪切.锁固段突然破坏使滑坡快速启动,滑体冲击致早期饱水滑床产生液化,产生高位抛射,借助原始地形滑体加速运移形成高速远程运动.蠕滑-拉裂-滑移型黄土滑坡是黄土底部饱和带厚度较薄或灌溉入渗影响较小的地段,以后缘拉裂为主激发形成.渗灌溉水长期入渗造成下伏基岩顺倾泥岩层面软化泥化,从而在顺向坡段产生黄土-基岩顺层滑坡,该类滑坡以低速短程滑坡为主.     

川藏交通廊道滑坡崩塌灾害对道路工程的危害方式分析

为对川藏交通廊道内道路工程的选定线及安全建设和运营提供科学决策及防灾减灾依据,在对拟建川藏铁路和高速公路沿线滑坡崩塌灾害进行系统野外调查和遥感解译的基础上,查明了川藏交通廊道康定至林芝段滑坡崩塌的空间分布特征和潜在危害情况,结合已有川藏公路沿线崩滑灾害的危害特征和危害方式,对该段廊道内滑坡崩塌灾害的可能危害方式进行了深入细致地归纳、分析和总结。研究结果表明:川藏交通廊道康定至林芝段共发育滑坡崩塌灾害488处,其中滑坡262处,崩塌（含溜砂坡）226处;对拟建道路工程存在潜在危害或影响的崩滑灾害共有148处,滑坡有89处,崩塌（含溜砂坡）59处。崩塌滑坡灾害对道路工程的危害方式主要有:（1）滑坡崩塌威胁隧道及其进出口安全;（2）滑坡崩塌推移、掩埋、损毁道路工程;（3）滑坡崩塌威胁站场、车站安全;（4）滑坡崩塌堵江断道、淹没道路工程;（5）滑坡崩塌转化为泥石流、洪水等灾害链危害道路工程;（6）崩塌、溜砂坡冲击、扰动、掩埋道路工程。     

川藏交通廊道林波段冰川泥石流发育动态演化分析及监测预警方案

川藏交通廊道沿线山高谷深,地层岩性多变,新构造运动活跃,气候恶劣复杂,导致滑坡、崩塌、泥石流、冰湖溃决洪水等灾害极其发育,对铁路施工及运营带来严重影响.林芝-波密段就是典型地质灾害高发区域,常年受到冰川泥石流的影响,是川藏交通廊道重大灾害防治的难点区段.虽然目前在单沟尺度上对冰川泥石流的形成条件、影响因素、物源性质取得了一定的认识,但对于川藏交通廊道沿线不同类型的冰川泥石流诱发因素、区域发展演化规律及灾变指标的研究还较为初步,尚未构建完善的监测预警体系.借助多源长时序遥感影像、气象监测数据,结合野外实地验证和历史数据分析发现:川藏交通廊道周边区域冰川泥石流沟谷共99条,主要分布于恰青冰川-易贡乡、加拉贝垒-南迦巴瓦峰和古乡沟-嘎隆寺冰川一带;过去40年冰川经历了复杂的流动速度变化,表现为较小高海拔悬冰川活动性增强,大型沟谷冰川活动性减弱;自1973年以来,研究区冰川泥石流呈现频率增高、规模增大的特征.此外,从冰川泥石流发育沟道比降来看,发生高陡地形的滑坡、冰-岩崩诱发的泥石流频率增加.未来,冰川持续退缩,促使冰川源区冰瀑消失,发育更大规模的悬冰川,会增加这类冰川泥石流的风险;冰川泥石流形成及演化过程具有明显的灾变指标,如悬冰川裂隙密度增加、冰川速度增强、冰湖面积快速增加等.因此,基于以上认识,建议针对不同类型的冰川泥石流地建立完善的监测预警指标,并提出了融合卫星、航空遥感平台,气象、水文地面监测平台,地震动监测平台的冰川泥石流“空-天-地”立体监测框架,针对不同类型冰川泥石流进行灾变信息监测与预警判识,为川藏交通廊道安全施工运营提供技术参考.      

基于SBAS-InSAR技术的川藏铁路澜沧江段滑坡隐患早期识别

早期识别是实现地质灾害防灾减灾的有效途径之一,然而复杂地形区滑坡的早期识别一直是个难题,尤其是位于高山峡谷区的滑坡隐患点。为了全面准确地获取川藏铁路澜沧江段的滑坡隐患,采用SBAS-InSAR技术,通过Sentinel-1(升轨)和RADARSAT-2(降轨)数据结合互补的方式,对川藏铁路澜沧江段进行滑坡隐患早期识别。解译结果显示2018年8月至2020年2月研究区LOS向的形变速率分别为-58~21 mm/a(升轨)和-42~16 mm/a(降轨),转换后的斜坡向最大平均速率达到-128 mm/a。基于升降轨数据的斜坡向形变结果,识别出川藏铁路澜沧江段的113处滑坡隐患点,其中存在4处滑坡隐患密集区以及13处典型滑坡隐患点,进一步分析了两处重点滑坡隐患的形变特征和滑移机制。本次研究结果对于川藏铁路线路选定以及澜沧江大桥上、下游的防灾减灾具有一定指导作用,不同轨道数据结合互补的方式为川藏铁路沿线的高山峡谷地区的滑坡隐患早期识别提供参考。     

恩子坪2~#滑坡特征及稳定性三维数值模拟分析

滑坡是国内外最为常见的地质灾害类型之一,虽然其形成和稳定性受多种因素影响,从而表现出多种类型的变形破坏机制,如蠕滑-拉裂型、滑移-弯曲型等,但不同类型滑坡其变形破坏均具有一定的代表性。因此,针对典型滑坡进行深入研究,对类似成因滑坡研究具有很好的借鉴作用。为此,本文结合白鹤滩水电站近坝的恩子坪2#滑移-拉裂型滑坡,通过对其形态、物质组成、结构及变形破坏等特征的详细调查与分析,对其影响因素进行了论述并对其稳定性进行了定性评价。在此基础上,采用三维有限元数值模拟分析方法,对该典型滑坡的稳定性及变形破坏接近程度进行了深入分析,并与二维极限平衡分析评价结果进行了对比。     

青海西宁北山寺斜坡区灾害特征与成因机制分析

滑坡的灾害特征与成因机制是滑坡分析的一个重要方面。为充分了解北山寺斜坡区对人民生命财产与斜坡区内文物古迹造成的威胁,本文以北山寺斜坡区为例,以现场调查及工程地质勘察的方法对滑坡进行分析。结果表明,斜坡区主要发育有老滑坡及其上的林场场部Ⅰ号新滑坡、三清殿Ⅱ号新滑坡和深层潜在滑坡。查明了各个滑坡的形态、长度、宽度与厚度等信息。老滑坡、林场场部Ⅰ号新滑坡、三清殿Ⅱ号新滑坡属浅层滑坡,崩坡积物与下覆基岩接触面间的潜在蠕滑面是控制该浅层滑坡滑动的主要因素之一。总结出深层潜在滑坡的发展模式,即卸荷回弹、前缘沿潜在弱面滑移--后缘拉裂变形--压致拉裂扩展--深层潜在滑移面形成与贯通。     

基于星载GNSS-R获取川藏交通廊道沿线地表土壤湿度

地表土壤湿度影响着陆-气能量交换和水循环,是泥石流、冻土冻融等灾害的重要因子,获取川藏交通廊道沿线地区土壤湿度有助于研究铁路沿线气候变化和冰冻圈灾害风险.基于CYGNSS(cyclone global navigation satellite system)星载GNSS-R(global navigation satellite system reflectometry)信号,结合土地覆盖分类、归一化差分植被指数NDVI(normalized differential vegetation index)和粗糙度等地表土壤湿度影响因子,利用人工神经网络方法建立了地表土壤湿度多参数反演模型,生成了2018—2019年连续两年的川藏交通廊道沿线地区36 km空间分辨率的地表土壤湿度日产品.经土壤水分主被动探测卫星数据检验,生成的地表土壤湿度相关系数R为0.8,均方根误差RMSE(root mean square error)为0.032 cm3/cm3,偏差Bias为0.014 cm3/cm3,可为川藏交通廊道沿线气候变化和地表灾害研究提供高连续性和可靠性的数据.      

Potential seismic landslide hazard and engineering effect in the Ya’an-Linzhi section of the Sichuan-Tibet transportation corridor,China

The Sichuan-Tibet transportation corridor is located at the eastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau, where the complex topography and geological conditions, developed geo-hazards have severely restricted the planning and construction of major projects. For the long-term prevention and early control of regional seismic landslides, based on analyzing seismic landslide characteristics, the Newmark model was used to carry out the potential seismic landslide hazard assessment with a 50-year beyond probability 10%. The results show that the high seismic landslide hazard is mainly distributed along large active tectonic belts and deep-cut river canyons, and are significantly affected by the active tectonics. The low seismic landslide hazard is mainly distributed in the flat terrain such as the Quaternary basins, broad river valleys, and plateau planation planes. The major east-west linear projects mainly pass through five areas with high seismic landslide hazard: Luding-Kangding section, Yajiang-Xinlong (Yalong river) section, Batang-Baiyu (Jinsha river) section, Basu (Nujiang river) section, and Bomi-Linzhi (eastern Himalaya syntaxis) section. The seismic action of the Bomi-Linzhi section can also induce high-risk geo-hazard chains such as the high-level glacial lake breaks and glacial debris flows. The early prevention of seismic landslides should be strengthened in the areas with high seismic landslide hazard.©2023 China Geology Editorial Office.     

基于高分遥感数据的东南亚跨境区重大工程扰动滑坡灾害分布规律研究浅析

本文主要以2019年的高分一号卫星(以下简称GF-1)遥感数据为基础,同时收集了1990年、2000年、2010年的ETM数据用以辅助遥感解译工作,查明了东南亚跨境区境内28×104 km2范围内重大工程分布情况,发现研究区重大工程活动主要为水电(水利)工程、交通工程,还有一些矿山工程活动。查明了重大工程扰动滑坡的最新发育分布状况,发现区内对人居环境构成直接威胁的滑坡多达1373处,其中水电工程诱发625处,交通工程诱发723处,矿山工程诱发22处,口岸工程诱发3处。与地质环境的相关分析表明,区内重大工程扰动滑波多发育在海拔0~3000 m之间,坡度25°以上的人类活动频繁的阳坡,岩性主要为软岩、硬岩及软硬相间的工程地质岩组。     

川藏铁路廊道泸定段地质灾害孕育过程及成灾机制

川藏铁路建设面临脆弱地质环境的约束,沿线重大地质灾害的孕灾过程及成灾机理研究能为有效防灾提供技术支撑.基于详细的现场调查,揭示川藏铁路廊道泸定段发育3处大型滑坡及4条泥石流沟.区内大型滑坡的孕灾因素主要有以下3点: (1)康滇古隆起多期强烈东西向挤压,致使近南北向长大结构面发育且与河谷岸坡大致平行; (2)河谷走向与最大主应力方向垂直,谷坡岩体强烈卸荷; (3)鲜水河断裂活动产生震动作用,在三面临空的突出地形、坡折微地貌处地震波放大效应叠加背坡效应,导致地震波被放大3至6倍,使得顺坡向陡缓结构面控制的高位岩体发生大规模失稳,从而导致大型滑坡发生.区内构造破碎,且受强震震裂作用影响,支沟沟谷物源丰富,沟域形态利于汇水及物源启动,受汛期7~9月集中降雨影响,易激发群发性泥石流.泥石流活动影响施工营地安全,边坡地震动放大效应影响桥位区仰坡岩体稳定性.      

川藏交通廊道典型工点InSAR监测及几何畸变精细判识

为了探明川藏交通廊道典型工点高陡岸坡的稳定性,以及明确SAR(synthetic aperture radar)几何畸变对InSAR(interferometric synthetic aperture radar)形变结果的影响,利用时序InSAR技术开展川藏交通廊道典型工点高陡岸坡形变监测,并提出了一种可识别所有几何畸变类型的SAR几何畸变精细判识方法.成功识别出9处不稳定的高陡岸坡,获取了各轨道SAR几何畸变精细识别结果.在精细划分几何畸变的前提下,通过进一步地将几何畸变与形变结果联合分析,首次揭示了各类几何畸变(包括透视收缩、主被动叠掩、主被动阴影)对InSAR形变结果的影响效果.研究明确了InSAR技术在川藏交通廊道高陡山区的应用能力、适用范围以及几何畸变区结果可靠性的判识,可为后续高陡岸坡形变监测、精确解译等研究提供重要参考.      

基于贡献率权重模型的川藏铁路沿线大型滑坡危险性区划

川藏铁路工程是国家重大基础设施建设项目,保障铁路的顺利建设和后期安全运营十分重要。铁路沿线发育广泛、危害严重的大型滑坡已成为全线的关键控制性问题,关乎工程建设的成败。以川藏铁路工程沿线大型滑坡作为主要研究对象,采用历史数据分析、实地调查、遥感解译的研究方法,基于ArcGIS平台,采用贡献率权重模型对铁路沿线区域进行了大型滑坡危险性评价,并利用自然断点法对危险性评价结果进行分区及统计分析。研究结果表明:川藏铁路沿线共发育大型、特大型滑坡共147处,其中大型滑坡106处,特大型滑坡41处,主要分布于白玉至江达段、昌都至八宿段、朗县至加查段等区段;铁路沿线处于高中低度三个等级危险区的面积分别为35918.5 km2、95484.3 km2和12039.7 km2,高度危险区大型滑坡分布密度为0.00199处/km?2,约为中度或低度危险区的2倍,高度危险区主要集中在邦达—八宿段、古乡—拉月段、白玉—江达段。根据贡献率权重模型求得的川藏铁路沿线大型滑坡危险度等级与野外实地调查的大型滑坡分布密度是一致的。相关研究成果可以为川藏铁路工程建设提供科学参考与依据。