地震地质灾害防治工程运行效果评价:以汶川震区平武县魏坝滑坡为例

2008年"5·12"汶川地震诱发了数以万计的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,造成众多人员伤亡和财产损失。汶川地震后,地震灾区危害性大的滑坡多采用截排水沟、挡土墙、抗滑桩、坡面减载和坡脚反压等措施进行了治理,总体防治效果较好,但仍存在一些问题。通过现场调查,结合地震扰动区地质灾害特点,提出了地震地质灾害防治工程运行效果评价的指标体系,包括地质灾害本体因子、防治工程技术因子和社会影响因子3个一级评价指标和12个二级评价指标,并建议将防治效果(R)划分为4个等级:良好(R≥0.85)、较好(0.70≤R0.85)、一般(0.6≤R0.70)、差(过于保守或失败,R0.6)。以汶川震区平武县魏坝滑坡为典型案例,采用层次分析法,建立了地震扰动区滑坡防治工程防治效果评价模型,计算获得魏坝滑坡防治效果R值为0.63,总体防治效果一般,与实际情况相符。     

5.12汶川地震堰塞湖危险性应急评估

5.12汶川地震诱发了33处堰塞湖,威胁下游居民安全。根据收集数据情况,选择堰塞湖的坝高、最大库容和坝体结构作为分级指标,建立了单个堰塞湖溃决危险性评估方法,对21个重点堰塞湖进行应急危险性评估,初步评估为1个处于极高危险、7个处于高危险、5个处于中危险、8个处于低危险。考虑同一流域堰塞湖群的联动效应,建立了流域堰塞湖危险性评估方法,相应提高部分堰塞湖的危险等级。为了方便排险安排,给出了高危险堰塞湖的危险性次序,从高到低依次有唐家山、老鹰岩、南坝、小岗剑上、肖家桥、唐家湾、罐子铺和岩羊滩。由于评估时间紧迫,最后提出了此次评估中存在的问题,并提出了改进建议。     

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。     

基于逻辑回归模型的汶川地震滑坡危险性评价与检验

以2008年5月12日汶川地震区为研究区,基于高分辨率航片与卫星影像开展地震滑坡目视解译,制作了汶川地震滑坡编录图.选择坡度、坡向、高程、与水系距离、与公路距离、与映秀-北川断裂距离、地震烈度、岩性共8个影响因子开展地震滑坡危险性评价工作.滑坡样本采用前期48007处滑坡编录点数据,不滑样本为在基于证据权重模型的滑坡危险性评价结果的低危险区与极低危险区随机选择的48000个点.基于这8个影响因子与逻辑回归模型,建立了汶川地震滑坡危险性索引图.采用这48007个滑坡样本点与汶川地震滑坡最新编录的增加滑坡,分别进行模型的成功率与预测率检验.结果表明,模型成功率为81.739％,预测率达到86.278％.     

G317线汶川至马尔康段公路崩塌滑坡灾害危险性评估

为减少公路工程建设项目和地质灾害之间的相互影响,工程建设之前必须对工程建设用地存在的地质灾害进行评估。结合国道317线汶川至马尔康段公路改建工程的特点,对工程遭受或工程建设可能诱发加剧的滑坡和崩塌灾害发生的可能性作了分析,并提出相应的防治对策,为拟改建的公路建设提供指导性建议。     

汶川震区植被恢复与同震滑坡活动性动态演化分析

强烈的山区地震往往会引发大量同震滑坡,对当地植被覆盖和生长造成直接破坏。作为表现滑坡活动强度的重要指标,同震滑坡体表面的植被恢复情况对评估震后地质灾害的活动情况具有重要意义。然而,受观测资料所限,当前对于震区植被恢复进程的研究多为小尺度范围,而对大区域内植被演化机制以及植被与地质灾害活动性的关系认识不足。因此,采用多时相、长时序（2000—2020年）的高精度遥感影像对汶川地震强震区大范围内的植被恢复过程进行研究,计算得到不同时期植被恢复率,以此探究大范围内植被恢复的普适性规律,同时分析植被恢复与滑坡活动强度变化的关系。研究发现：截至2020年,71.34%区域的同震滑坡表面植被已处于恢复程度较好阶段;高活动强度、中活动强度、低活动强度和基本稳定的滑坡面积比分别为17.6%、12.4%、17.7%和52.3%。同震滑坡地表恢复趋势表明,汶川震区植被预计在震后约17 a恢复至震前平均水平。然而,植被恢复过程和滑坡活动性的变化往往受多种因素的综合影响。虽然滑坡地表植被恢复在一定程度上反映了地震后滑坡活动性的下降,但地震对滑坡活动性的影响将比地表植被恢复到震前水平所持续的时间更长。参考前人研...     

基于小流域的地震扰动区降雨型滑坡泥石流危险性评价方法

地震扰动区存在大量震裂松散坡体,在持续或者密集的降雨条件下极易转化为滑坡灾害。同时,滑坡又会给泥石流提供大量松散固体物质,增加泥石流的危险性。因此,在震区,灾害通常以"链"的形式出现,比单一灾种危害性大。为了更有效地对地质灾害危险性进行评价,笔者将滑坡、泥石流作为灾害链,综合地加以分析和研究。选择5·12汶川大地震中受灾严重的都江堰市白沙河流域的17条泥石流沟作为研究区,建立滑坡-泥石流危险性评价耦合模型,研究24 h不同降雨量条件下小流域滑坡泥石流危险性的变化。耦合模型包括了坡体稳定性评价模型,水文模型及以泥石流规模、发生频率、流域面积、主沟长度、流域高差、切割密度、不稳定斜坡比为评价因子的泥石流危险性评价统计模型。研究结果表明:随着降雨量的增大,参与泥石流活动的松散物质方量持续增加,但当24 h降雨量超过200 mm后,泥石流沟的危险度等级不再发生变化;17条泥石流沟中4条为中危险度,12条为高危险度,1条为极高危险度。这说明研究区地质灾害问题相当严峻,在多雨季节存在泥石流群发的可能性,直接威胁到居住在泥石流沟附近的人民群众生命财产安全;因此,对于有直接危害对象的高危险度及其以上的泥石流沟,应该按照高等级设防标准进行工程治理及发布预警报。同时也说明,将滑坡、泥石流作为灾害链研究具必要性和可行性。     

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。     

汶川八级地震滑坡特征分析

汶川地震诱发的15000多处滑坡明显受地震断裂控制,主要沿龙门山主中央断裂带和后山断裂带展布,沿龙门山主中央断裂带汶川映秀安县高川北川陈家坝平武南坝一线,滑坡面密度大于50%以上,最大可达70%。沿断裂带形成了大量的松动山体,在暴雨期间极易发生滑坡、泥石流灾害,对灾后重建构成严重威胁。据初步调查,汶川地震触发的体积最大的滑坡是位于主中央断裂带上的安县高川大光包滑坡,滑动距离长4500m,滑坡堆积体长2800m,宽1700~2200m,最大厚度达580m,若以平均厚度200m计,体积达11亿m3为我国已发生的单体滑坡之最。与常见滑坡明显不同的是,汶川地震极震区滑坡的滑床往往不具连续完整的滑面,剪出口滑坡特征不明显,呈现明显的尖点突起或边缘突出特征,反映出上部滑体被地震力振动解体,甚至抛掷后与下部滑床边缘发生撞击。以阶型滑坡、凸型滑坡、勺型崩滑、座落型（振胀型）滑坡和巨大滚石5种类型最为典型。根据强震地面运动纪录和大量实例调查表明,在汶川地震极震区,触发滑坡的地震竖向力作用是非常明显的,大量滑坡经历了初始斜坡（风化碎裂岩体）地震抛掷撞击崩裂高速滑流的作用过程。     

汶川地震区理县医院后山滑坡应急调查与监测

理县医院后山滑坡为＂5.12汶川地震＂诱发的次生地质灾害。地震导致医院后山斜坡开裂,形成三级主裂缝,降低了斜坡稳定性,形成次生滑坡灾害,后期降雨及余震则使滑坡继续变形发展。为及时掌握滑坡的变形趋势,做好防灾准备,同时为后续治理工程提供依据,开展了以裂缝位移监测为主的应急阶段自动化监测工作。监测系统由裂缝位移计、无线数传终端、太阳能供电组件以及室内计算机、监测管理软件组成。根据理县医院后山滑坡具备三级主裂缝的特点,在每级裂缝上沿走向设置监测点,共设置9个,各监测点每小时自动巡检一次。     

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。      

物元模型在滑坡灾害风险预测中的应用

应用物元理论，提出了滑坡灾害风险预测物元综合评判的基本流程，并以危险性预测为例讨论了物元集合的建立、等级关联度的确定等关键技术问题，建立了滑坡灾害风险综合评判的物元模型；运用物元模型与GIS技术相结合，对三峡水库蓄水条件下巴东新县城的滑坡灾害进行了危险性、易损性、风险性综合预测研究，证明了物元模型在区域滑坡灾害风险预测中的应用可行性；同时指出了所存在的问题及可能解决的途径。     

成兰铁路松潘隧道入口红花屯古滑坡发育特征与稳定性分析

成兰铁路地处南北地震带中段,在内外动力耦合作用下,铁路沿线发育一系列大型—巨型古滑坡及存在古滑坡复活现象,给铁路工程规划建设造成极大危害。野外调查表明,规划建设中的成兰铁路松潘隧道入口位于红花屯古滑坡的坡脚部位,在强降雨和人类工程活动等作用下,该古滑坡近年来已发生局部复活并对铁路和下方居民区造成重大威胁。本文在野外调查的基础上,对红花屯古滑坡开展了原位大型直剪试验和稳定性模拟分析。研究表明:天然工况下,组成红花屯滑坡的碎石土抗剪强度较高,与其碎石含量呈显著的相关性,随着含石量的增加,碎石土的粘聚力有降低趋势,而内摩擦角有升高趋势。基于FLAC~(3D)数值模拟结果表明,在天然状态下,红花屯古滑坡的总体稳定性较好,铁路开挖坡脚改变了坡体的局部应力状态,在强降雨作用下,雨水进一步弱化滑体力学强度,古滑坡体变形量变大;在滑坡采取抗滑桩、格构锚等治理后,滑坡变形得到了有效控制。该滑坡在干湿循环、地震和人类工程活动等作用下,有可能进一步发生失稳,影响铁路隧道安全和坡体下方居民区,应加强群测群防和稳定性监测。     

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.     

成兰铁路软岩隧道大变形特征及成因机制探析

成兰铁路软岩隧道大变形具有衬砌开裂、钢架扭曲、隧道断面缩小等一般大变形的特点,更具有其区域特殊性,即成兰铁路穿越龙门山构造带、松潘甘孜褶皱构造带及西秦岭褶皱构造带三大构造单元的10条活动断裂,构造条件极为复杂活跃;全线70%的地层岩性为板岩、千枚岩、片岩及炭质板岩等软质岩,受构造影响,多表现出强烈的揉皱变形和挤压破碎,地层岩性条件极为软弱破碎;穿越汶川512强震区,地震波对岩体震裂损伤作用进一步降低软岩岩体的完整性、增强其透水性,汶川地震效应极为显著;构造应力环境极其复杂,高地壳应力的构造应力场特征明显。成兰铁路呈现以复杂的构造应力条件、软弱破碎的地层岩性条件、不利结构面组合的偏压现象及地下水软化效应等相互作用为主的大变形成因机制,可概括为应力作用下的松散型大变形、挤压性大变形及软岩结构型变形3种类型。本文研究结论对在建成兰铁路及类似工程地质条件下的隧道工程建设具有重要的指导意义。     

实际滑坡是滑坡危险性评价结果合理性检验最好的标准

王涛等基于简化Newmark位移模型的区域地震滑坡危险性快速评估以汶川MS8.0级地震为例一文的地震滑坡危险性快速评价结果与2008年汶川地震触发实际滑坡空间分布的相关性较低。本文试图通过对该文中基础数据、分析处理过程、研究结果的分析与讨论,找出这种相关性较低的原因。结果表明值得针对王涛等文章中的Arias烈度分布数据的准确性、工程地质岩组的划分情况、汶川地震滑坡危险性评价结果的客观性共三个方面开展更深入的分析与研究。本文对探索与发掘更客观的地震滑坡危险性评价模型起到了积极的作用。     

基于GIS和信息量模型的京张高铁滑坡易发性评价

新建京张铁路不仅是2022年北京冬奥会的配套交通保障设施,同时也是京包兰交通廊道的重要组成部分。在京张高铁沿线滑坡灾害调查的基础上,对影响滑坡灾害发育的相关因子进行统计分析,选取斜坡坡高、坡度、坡向、归一化植被指数、工程地质岩组、活动断裂、河流、年平均降雨量、地震和人类工程活动等10个要素作为评价模型计算的基本变量和数值化参数,采用基于GIS的信息量模型法对在建京张高铁沿线及邻区进行了滑坡灾害易发性评价,并将评价结果划分为5个等级:极低易发区、低易发区、中易发区、高易发区和极高易发区。结合野外调查成果,对评价结果的可信度进行了检验分析,评价结果与实际灾害发生情况基本吻合,研究结果可为京张高铁建设、减灾防灾提供基础依据。      

成兰铁路地应力测量与构造应力场分布规律研究

成兰铁路位于青藏高原东部边缘高山峡谷区,由于印度板块与欧亚板块碰撞,区域内构造变形强烈,构造应力场十分复杂。为研究成兰铁路工程区地应力分布规律及断层稳定性,在铁路沿线茂县、松潘县以及宕昌县境内4个深孔水压致裂地应力测量基础上,获得了不同位置区域地应力实测值的大小和方向,并建立工程区应力参数随深度分布规律。分析表明:工程区应力随深度变化呈现出较好的线性关系,在测试深度范围内,水平应力普遍高于垂直主应力,地应力值总体上属于中—高地应力级别,在750 m深度内,最大水平主应力达25 MPa,反映出工程区构造应力占主导地位,侧压系数随深度呈缓慢衰减趋势。成兰铁路在不同构造单元上最大水平主应力方向有所不同,在东昆仑断裂以北甘南块体内,最大水平主应力为北北东向,在东昆仑断裂以南川青块体内最大水平主应力为北西向。根据实测的地应力数据并结合库伦滑动摩擦准则,对工程区内的断层稳定性进行了分析。文中取得的认识对成兰铁路工程区的构造应力场、断裂活动性的研究以及隧道工程的建设具有重要的参考意义。     

汶川地震区崩滑堆积体强度现场直剪试验研究

以汶川震区漩口一带地震诱发的松散堆积体为研究对象,开展碎石土原状样和重塑样的现场直剪对比试验,探讨不同法向应力、不同粒度组成和不同含水率等条件下碎石土的剪切强度特性。研究结果表明,地质成因和岩土体结构相似、粒度组成不同且级配不良的碎石土的剪切强度特性具有相似性;原状样剪切强度明显高于相同干密度和含水率的重塑样;级配良好的碎石土应变硬化程度略高于级配不良的碎石土,当粒径大于5 mm的粗颗粒含量大于42.9%时,随粗颗粒含量增加,碎石土的内摩擦角增加,而粘聚力则先减小后增大;抗剪强度指标与含水率呈线性负相关关系,随着含水率增高,碎石土抗剪强度降低,其中粘聚力较内摩擦角下降更明显。综合前人研究和本次试验结果,建议汶川震区类似结构组分碎石土天然状态下的剪切强度指标c值取15±3 k Pa,φ值取30°±2°。