地震滑坡危险性评价及编图——以映秀震中区为例

虽然宣称地球已进入地震多发期目前学术界还存在不少争议,但不得不承认近期的破坏性强震发生的频率较以往高.强震诱发的滑坡灾害也越来越成为了地质学家们研究的热点.在对一个地区发出中长期地震预报之后,如果也能相应地对该地区的斜坡稳定性进行评价,从而预测地震时滑坡最可能发生的地段,这对于减轻震区人民的伤亡和财产损失将具有重要的意义.本文对目前常用的地震滑坡危险性评价方法进行了简要介绍,并以“5.12”汶川地震映秀震中区为例,运用Newmark方法对该区进行了地震滑坡危险性评价和编图示范,探讨了目前常用地震滑坡危险性评价方法的优缺点及今后区域性地震滑坡危险性评价的发展方向.     

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。     

地震诱发滑坡的快速评估方法研究:以2017年MS 7.0级九寨沟地震为例

山岳地区强烈地震诱发的滑坡、崩塌等地震次生灾害在造成严重人员伤亡的同时,对社会经济的发展也构成了严重威胁。而震后滑坡分布的快速评估,尤其是滑坡重灾区的确定,则可为救援工作的科学部署和有效开展提供决策支持并减轻地震灾害的损失。2017年8月8日发生于四川省阿坝州九寨沟风景区的MS 7.0级地震诱发了大量的滑坡、崩塌灾害,造成了一定的人员伤亡和财产损失,凸显出进行震后滑坡快速评估的重要性。本文通过对九寨沟地震灾区震前、震后“北京二号”遥感影像的对比分析,解译此次地震诱发的滑坡分布概况。尽管震后影像在局部区域有云团覆盖,影响了震区滑坡解译的详尽程度,但是对于主要发生的滑坡地震高烈度地区(≥Ⅻ度),本文所用影像基本满足解译要求。本文共解译出194个面积大于700 m2的滑坡,这些滑坡主要沿地震烈度长轴方向分布,灾害体平面面积达5.6 km2,影响范围超过600 km2。通过对九寨沟地震灾区的地形、岩性及地震动加速度进行分析,本文采用Newmark刚体滑块模型对该区震后滑坡危险区域进行了预测。预测结果按照危险程度不同划分为5个级别,即高度危险、较高危险、中度危险、较低危险和低度危险。滑坡分布与评估结果呈现出较好的一致性:解译的滑坡主要分布在评估为滑坡高度危险的区域,表明本文所采用方法的有效性。本文对该方法的局限性也进行了讨论,并提出改进建议。     

基于Newmark模型的概率地震滑坡危险性模型参数优化与应用:以鲁甸地震区为例

应用概率地震危险性评价模型进行地震滑坡危险性区划,是解决潜在地震诱发滑坡危险性评价中震源不确定性与诱发滑坡时空不确定性的有效方法 .通过理论分析,结合鲁甸地震区的实际情况,对基于力学原理的Newmark滑块位移模型与概率地震滑坡危险性分析方法中的参数的不确定性问题进行了分析,将斜坡岩土体地震作用下的强度衰减效应、地震加速度地形放大效应、断层破碎带效应融合到了斜坡累积位移计算模型中,进行了模型计算参数的优化.改进后的分析模型,更好地反映了高陡斜坡地形与断层破碎带对地震滑坡灾害发育的控制作用,在鲁甸地震区域滑坡应用中,优化模型中的滑坡失稳极高风险区与实际地震滑坡分布表现出了较好的一致性,在超越概率2%的滑坡失稳概率分布中,鲁甸地区包谷垴-小河断裂、鲁甸-昭通断裂带及牛栏江河谷地带地震滑坡高-极高风险区分布面积增幅十分显著.因此,在Newmark滑块位移模型中考虑地震动参数与岩土参数动态响应规律与变量间的定量关系,对于提高区域斜坡稳定性分析的可靠性具有重要意义.     

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。     

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。      

汶川地震扰动区小流域滑坡泥石流风险评估——以都江堰白沙河流域为例

本文采用风险区划、风险概率、风险受损率、风险防御工程效益4要素,对汶川大地震极震扰动区的都江堰白沙河,进行了典型小流域滑坡泥石流风险综合评估研究,并建立了综合要素评估模型。评估结果,高、较高风险区面积占全区的15.76%;在大暴雨条件下,发生风险的概率＞0.85;占全区65%固定资产的风险受损率＞1;当进行有效工程治理后风险损失将得到折减,高风险区为37%,较高风险区为32%。综合要素评估法能够更准确预测评估区可能遭受的损失情况,为风险管理提供参考依据。     

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.     

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。     

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。     

地震灾区滑坡遥感解释及三维可视化研究——以安县桑枣镇研究区为例

“5.12”汶川地震后,四川灾区发生了大量的滑坡和泥石流.滑坡不仅威胁到人们的生命财产,而且为泥石流的发生提供了大量的物源.以安县桑枣镇研究区为例,进行了滑坡遥感163处,面积为146.86×104m2,并在erdas软件的支持下,将解译结果叠放在遥感三维影像上,运用遥感三维可视化飞行技术宏观分析研究区地形地貌,地质灾...     

基于信息量和Newmark模型的地震地质灾害危险性评价——以安徽省六安市霍山县落儿岭地区为例

评价区属于安徽省地质灾害高发区,也是华东地区地震活动较为频繁区之一。本文以霍山县典型区域——落儿岭区为研究区,选取评价因子,分别开展基于信息量模型和Newmark模型的地震地质灾害危险性评价,并综合二者的结果,根据所得结果基于斜坡单元进行危险性分区,将研究区的地震地质灾害危险区分为三个等级：低危险区、中危险区和高危险区,以期为该区城镇规划建设和地质灾害防治规划提供参考。     

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。     

库区滑坡的次生灾害分析与研究——以藕塘滑坡为例

滑坡除直接成灾外,还会产生次生灾害,滑坡体落入江河中,可形成巨大涌浪,造成较大的危害。涌浪高度除受滑速、失稳体积、水深等重要因素的影响外,波浪的形成还要受水库地形、库面宽度、滑坡入库过程的持续时间以及滑坡体的宽度等因素的影响,尤其在峡谷地区更为显著,且波浪在传播过程中,还受到河谷两岸的阻碍、往返的折射以及波群的相互干扰或迭加等影响。以藕塘滑坡为例,在滑波局部失稳情况下采用潘家铮涌浪算法,计算和预测滑体冲入库区后的滑速和造成的涌浪高度,并且考虑了地震作用和滑坡前缘泡在水中所产生的阻力。     

滑坡工程地质图编图方法

提出了滑坡工程地质平面图与剖面图的编图方法及注意事项 ,供岩土工程勘察工作者参考     

地震荷载对滑坡稳定性的影响评估——以甘肃舟曲南桥滑坡为例

通过实现Druker-Prager屈服准则与Mohr-Coulomb理论等效原则, 采用ANSYS软件模拟, 分别就自重和暴雨状态下施加地震荷载构成不同工况组合, 分析评价了地震荷载对甘肃舟曲南桥滑坡稳定性的影响.以有限元强度折减法为基础, 分别在不同地震设防烈度等级下, 通过改变折减系数计算水平位移最大值和塑性区应变最大值, 以出现突变点、计算不收敛和塑性区贯通来判别土体破坏, 得到不同地震设防烈度下滑坡稳定系数.结果表明:在自重+地震与暴雨+地震工况条件下, 稳定系数差值为0.25~0.32, 为2种工况的相互校核和理论推算提供了参考.有限元强度折减法与极限平衡法的对比分析表明, 二者误差以小于5%为主, 考虑地震工况比不考虑地震工况的滑坡稳定系数下降13%~16%, 进一步验证了数值模拟计算的精准度和可靠性以及滑坡治理中抗震设防的重要性.计算结果符合实际, 在科研和实际设计中值得推广.     

汶川地震强震区地震诱发滑坡与后期降雨诱发滑坡控制因子耦合分析

本文以汶川地震强震区北川县典型研究区为例,利用高分辨率航片、SPOT5卫星图像对北川县典型研究区进行了512地震之后和924降雨之后诱发的滑坡解译,解译结果显示:512地震诱发滑坡1999个,924强降雨诱发滑坡828个,924强降雨导致原有地震滑坡面积扩大的滑坡150个。研究表明:地震和强降雨都是诱发滑坡的动力成因,924强降雨诱发的滑坡面积是512地震诱发滑坡面积的1/4倍,强降雨诱发滑坡的数量增加了41.4%; 强降雨不仅诱发新的滑坡,而且促使原来地震滑坡复活,并扩大其面积,强降雨导致地震诱发的滑坡面积扩大了原面积的68.7%。同时,在遥感解译数据基础之上,开展地震诱发滑坡与降雨诱发滑坡规模对比和控制因子耦合分析及地震与降雨耦合灾害链模式研究,为进一步分析研究地震灾区滑坡的产生、发展趋势、危险性和风险评价等预测预报提供科学依据,也为汶川震区恢复重建中的减灾防灾提供决策参考。     

基于确定性系数方法的龙门山地区地震滑坡影响因子敏感性分析——以汶川地震与芦山地震诱发滑坡为例

在我国西南地区,沿龙门山断裂带分别发生了2008年汶川M_S8.0级地震以及2013年芦山M_S7.0级地震,这两次地震均造成了严重的地表破裂,并诱发了大量的滑坡和崩塌等次生地质灾害。文章选择了位于青藏高原向四川盆地过渡的区域——以龙门山断裂带为中心的30°~34°N,102°~106°E区域作为研究区,借助GIS工具,基于确定性系数（CF）方法,选取了地震、地质构造、自然环境和人类活动4大类因子,包括烈度、震中距、岩性、断裂、高程、坡度、坡向、河流、降雨、公路共10个因子（子集）,对汶川和芦山地震诱发的次生滑坡灾害进行影响因子敏感性分析,基于z值确定该区域内地震滑坡的关键因子类以及基于CF值确定各类集（子集）下各特定因子的具体地震滑坡敏感性。研究结果显示：地震因子具有最高的z值,是龙门山地区地震滑坡产生的关键影响因子,表明地震活动的强弱直接关系到斜坡的稳定性和次生滑坡灾害的面积分布。而对比烈度子集中的具体CF值表明：当烈度小于Ⅷ度时,烈度对次生滑坡发生的影响极低,区域内的主要影响因子则由地震因子转变为震中距、自然因子等其他类别的因子;其次以坡度、高程、与河流的距离为主的自然因子类别以及与断层的距离在地震滑坡过程中也有较高权重,而人类活动对研究区内坡体的稳定性也有着不可忽略的作用。本研究结果可作为该地区后续区域地震滑坡相关研究和发展规划的基础科学依据。

     

斜坡单元支持下地震滑坡危险性区划——以芦山地震为例

以地震滑坡作为研究对象,选取"4·20"芦山地震中芦山县为研究区,结合多源数据,在相关分析后选取10个评价因子,分别是地面高程、坡度、坡向、斜坡形态、地层、斜坡结构、断层平均距离、水系平均距离、植被指数和地震峰值加速度,在数字高程模型基础上采用集水区重叠法划分斜坡单元,再对各评价因子重采样,进而利用基于遗传算法的神经网络算法构建地震滑坡危险性评价模型,完成地震滑坡危险性区划。将基于斜坡单元的危险性区划结果和基于格网单元的区划结果进行比较,结果显示滑坡正确率分别为96.6%和92.6%,斜坡单元的正确率较高;同时通过多组数据的受试者工作特征曲线分析本评价模型的不确定性,每组曲线位置及曲线下面积大小相当。     

GIS技术在区域地震滑坡危险性预测中的应用以龙陵地震滑坡为例

地震滑坡是一种有着严重危害的次生地震灾害形式,形成机制复杂,涉及因素众多。运用G IS丰富的空间分析功能,对地震滑坡的影响因素进行研究,并进行潜在地震滑坡区的预测,是地震滑坡研究领域的一种新的发展趋势。本文在对1976年龙陵地震引发的地震滑坡分布特征研究的基础上,结合前人有关中国西南地区地震滑坡特征的研究成果,应用G IS对该区潜在地震滑坡危险区进行了预测。