2022年四川泸定Mw6.6级地震诱发地质灾害空间分布及影响因素

2022年9月5日四川省泸定县发生M_w 6.6级地震,诱发了大量的山体滑坡、崩塌等次生灾害,造成了严重的人员伤亡与经济损失。快速获取灾区滑坡易发性和同震滑坡的空间分布对灾情评估尤为重要。首先,联合震前高分辨率光学遥感影像解译和GACOS辅助下的InSAR Stacking技术探测灾区震前滑坡;然后,基于该滑坡数据利用机器学习算法获得震中附近滑坡的空间易发性图;同时,通过使用震前、震后的多源光学遥感影像建立了同震滑坡编目(2 692处滑坡),并采用空间统计法分析了此次地震诱发的滑坡与地形、地震和地质因素之间的关系。结果表明：易发性图中,中等及以上易发区的同震滑坡面积占滑坡总面积(47 km²)的70.2%;同震滑坡主要分布在高程1 200～2 400 m、坡度35°～50°、距震中4～20 km、距断层1 km范围内和砂岩板岩岩性中,并至少导致10.34 km道路受损。该研究可为灾区地质灾害排查和防治提供有力的数据支撑。     

地裂缝破裂扩展的大型物理模拟试验研究

通过大型物理模拟试验,研究了具有正断层性质的隐伏地裂缝破裂扩展时,下伏断层位错引起上覆土体中的应力场和位移场等的变化规律,以及隐伏地裂缝向上破裂扩展模式和平、剖面结构特征,并对裂缝的破裂过程进行了分析;将模拟试验结果与西安地裂缝的破裂扩展模式及建筑物的破坏模式进行对比分析发现,模拟试验结果与西安地裂缝剖面结构不一致,但与地裂缝带上建筑物的破裂形式相一致,这证明了西安地裂缝的形成年代较为久远,是一种早就存在的接近地表的构造破裂面,过量开采地下水则使其重新开启而形成地表裂缝.大型物理模拟试验取得的重要成果对于揭示西安地裂缝的成因机理具有重要的指导意义.     

关于物理潜蚀作用及其概念模型的讨论

在对国内外物理潜蚀作用相关文献进行调研的基础上回顾了潜蚀作用的研究历史,对目前物理潜蚀作用研究中存在的问题进行了总结。指出潜蚀工程地质问题在各类工程建设活动中已经变得越来越突出,但由于潜蚀作用发生环境的多样性、作用方式的复杂性、发生过程的随机性等原因,造成实际应用中将各种潜蚀作用尤其是物理潜蚀作用过程的概念经常混淆。对"管涌"、"渗透压密"、"接触管涌"、"接触冲刷"、"流土"、"突涌"、"接触流土"、"流砂"、"流滑"等物理潜蚀作用的发生机理进行了深入细致的分析,在此基础上对目前一些界定不严格的物理潜蚀相关概念进行了辨析和澄清,初步建立了清晰的物理潜蚀作用概念模型,为潜蚀工程地质进一步研究奠定了基础。     

汶川大震的科学思考

在野外地震地质科学考察的基础上,围绕汶川地震发震断层的特征、发震机制、地表破裂带的分段性与分带性、南北构造带地震危险性、地震地质灾害的多发性及链生性、工程建（构）筑物的破坏特征与安全性、地震烈度区划问题及极端自然灾害的预测与应对等进行了分析和讨论,并就有关问题提出了一些新的思考。结果表明,低速滑动断层、晚更新世断层或中央活动断裂也可以发生强震;汶川地震同时具有深部构造的控震作用;地表破裂沿走向可分为映秀—安县段、北川—关口段及青川段;地表破裂可分为主破裂、牵动破裂与感应破裂3种类型;青川段的深部破裂与浅部破裂没有几何上的连续关系或继承关系;贺兰—川滇南北构造带是中国大陆强震多发带,尤其是其北段的六盘山—天水—武都—青川一带未来的强震危险性不容忽视;汶川地震地质灾害具有灾害类型多、成因机理复杂、灾害链长、规模大、范围广、灾害程度深、危害对象广、持续时间长等特点;高烈度区和活断层沿线的地质灾害危险性区划与预测评价对防灾减灾极为重要;活动断裂沿线应注意破裂影响带宽度与建筑物安全避让距离;应对地震等极端自然灾害,应以预防为主,综合减灾;地震烈度区划应同时考虑活动断层的复发周期、地震的离逝时间乃至地形地貌条件;重大工程应提高设防烈度;应当加强极端自然灾害预测评估,完善应对对策和提高应对水平。     

1556年陕西关中华县特大地震地质灾害遗迹发育特征

1556年陕西关中华县8 1/4 级特大地震造成地表强烈变形破坏,灾害群发,伤亡惨重,是史载灾害极端严重的具有世界对比性的特大地震。地表现存的华县特大地震地质遗迹清晰完整,具有重要的地震灾害比较学意义和地震地质学研究价值。本文在深入调查关中盆地东部的渭南、华县、华阴、潼关等高烈度区地震地质遗迹的基础上,重点对发震断层、地震裂缝、地震山崩与地震滑坡等4类典型地质遗迹的发育特征进行了调查分析。结果表明,华县特大地震的典型地震地质遗迹的形成机理是地震动力与区域构造应力场、场地岩土体性质、地形地貌特征、水文地质等要素和作用的耦合结果。华县地震地质遗迹具有重要的科考科普价值和开发应用前景,应积极开展评价和保护工作,发挥地质遗迹的社会和经济效益。     

基于信息量和卷积神经网络的黄土高原滑坡易发性评价

黄土高原在地质环境与人类活动的复杂互馈作用下易导致黄土崩滑灾害频发,亟需选择适用性的影响因子和训练模型开展滑坡易发性评价研究.本研究以黄土高原为研究区,基于野外滑坡调查和资料收集,构建涵盖地形地貌、基础地质环境、气象水文、人类活动、土壤物理化学性质以及植被覆盖的评价体系,采用信息量模型（ Ⅳ）分别联接到随机森林模型（RF）和卷积神经网络模型（CNN）构建耦合模型 Ⅳ-RF和 Ⅳ-CNN,开展滑坡易发性评价研究.结果表明,耦合模型（ Ⅳ-RF、 Ⅳ-CNN）的精度均高于独立模型（RF、CNN）,4种模型的AUC值分别为0.916、0.938、0.878、0.853, Ⅳ-CNN具有更强的预测能力和精度. Ⅳ-CNN模型的极高、高、中、低、极低易发性区域面积占比分别为8.78%、7.47%、15.34%、19.82%、47.87%,主要分布在黄土高原南部和东部地质环境复杂和人类活动强烈的山地、黄土梁峁地区.坡度、侵蚀类型、地貌类型、粘粒含量、距道路距离在贡献率分析中排在前5位,是影响滑坡发育的主控因子.本研究旨在为黄土高原滑坡灾害的预测和防治工作提供可靠的科学依据,为滑坡易发性评价研究深化...     

基于河流裂点序列研究秦岭北缘断裂强震活动历史

河流裂点的发育是瞬时不均衡地貌系统最为典型的特征之一,而引发地表破裂的地震活动是造成河流裂点形成的主要成因之一,在河流纵剖面调整的过程中裂点会不断地向上游迁移,以达到新的均衡状态,因此通过识别活动断层上游河道纵剖面中的河流裂点序列可以反推该断层的强震活动历史。秦岭北缘断裂是限定秦岭山体和渭河盆地的重要边界断裂,受制于技术方法和自然条件,对于该断裂全新世地震活动历史一直有待突破。本研究在前人对秦岭北缘断裂分段性研究的基础上选取最为活跃的中段（眉县-蓝田县）,基于资源三号卫星立体像对制作了5 m分辨率和高程精度1.5 m的数字高程模型,在此基础上提取了46条横穿秦岭北缘断裂的河床纵剖面,共识别了108个由断层活动导致的河流裂点。通过分析推断最新一级河流裂点的形成与公元前1000 a的地震相关,进而利用河流裂点的后退速率推断出第2级河流裂点和第3级河流裂点形成的时间距今5624～7425 a和8432～10691 a,如果认为上述河流裂点均由地震所致,那么河流裂点的形成时间就可以代表地震的发生时刻,表明秦岭北缘断裂具有准周期的发震特点,发震周期为2800～4000 a。这一结果与前人针对秦岭...     

一种基于多源遥感的滑坡防灾技术框架及其工程应用

我国是世界上受滑坡影响最大的国家之一,也投入了大量的人力物力开展区域性滑坡隐患探测工作.近年的政府工作表明,80%的滑坡发生在已圈定的隐患点范围外,80%的滑坡发生在防灾减灾工作条件相对薄弱的边远农村地区.为了解决这个困境,亟需:（1）厘清不同类型滑坡宜选用的广域探测技术,解决滑坡隐患广域探测的漏检问题;（2）突破社区协同滑坡防灾的难题,助力滑坡隐患探测和风险评估.本文将滑坡隐患分为4类:斜坡变形区、复活历史变形破坏区、稳定历史变形破坏区和潜在斜坡变形区,以便充分发挥多源遥感数据和技术的优势;进而提出一种“滑坡隐患广域探测-单体滑坡隐患风险评估-社区协同防灾”的多源遥感滑坡防灾技术框架.以青藏高原交通工程关键区段约10 000 km2区域作为研究区,协同社区（如设计和建设单位）共识别出滑坡隐患263处,其中斜坡变形区249处,复活历史变形破坏区5处,稳定历史变形破坏区9处,并针对3个典型滑坡隐患进行风险定量评估和社区协同防灾.该多源遥感技术框架将有助于提高社区滑坡防灾的能力,也将直接服务于青藏高原交通工程的建设与运维.      

数值优化方法在确定张力计反应时间上的应用性

张力计的反应时间可用于估算非饱和土的渗透系数,并可作为张力计选型的评判依据。为了更加合理且便捷地确定张力计的反应时间,先通过不同含水量条件下的泾阳黄土、定边黄土以及毛乌素砂土的土柱试验测定张力计的响应曲线,再利用半经验图解法与结合通用全局优化(UGO)算法的数值优化方法来确定反应时间,并探讨了数值优化方法的实用价值及其局限性。研究结果表明,张力计的响应曲线可分为张力计安装扰动段、压力反应滞后段以及稳定平衡段,其中,压力反应滞后段建议采用4次多项式函数拟合,而稳定平衡段则采用线性函数拟合。数值优化计算结果表明,在一般情况下,Levenberg-Marquardt优化法(LM+UGO)、BFGS准牛顿优化法(BFGS+UGO)与共轭梯度优化法(CGM+UGO)的拟合程度高,用时短,但对于数据抖动幅度较大或存在突变型曲线特征等复杂形式的张力计响应曲线,数值优化算法不易获得较理想的结果,此时仍需借由经验判断才能确定合宜的反应时间。     

泾阳南塬典型黄土滑坡成因、堆积及运动特征分析

持续的引水灌溉导致陕西泾阳南塬黄土滑坡频繁发生,2015年5月26日庙店村附近发生一起黄土滑坡,冲毁农田数亩。本文以"5·26"滑坡作为典型的案例,通过详细的野外调查、测量、勘探等工作,分析了其诱发因素、运动过程、堆积特征。结果表明:（1）滑坡滑动距离278 m,后壁宽222 m,滑后后壁高差40 m,主滑方向45°;（2）滑坡呈现滑动多级次特点,前后滑动4次,滑体堆积面积约为6.2×104 m2,堆积体总体积约50×104 m3,堆积体平均堆积厚度约10 m;（3）滑坡的主要激发因子为持续灌溉,但是地表显式裂缝和土体深部裂隙在地表径流优势入渗中发挥了重要作用,导致地下水位持续抬升。而且滑坡区的节理控制了滑坡的后壁宽度和滑动方向。最后基于泾阳南塬滑坡发生的频率和降雨有着一定关联性,探讨了降雨对本次滑坡事件的影响和滑坡再次发生的可能性。