应对全球变化的中国地质灾害综合减灾战略研究

为了探索极端气候事件引发重大地质灾害的综合减灾防灾战略,提高主动减灾防灾的科技能力与管理水平,积极应对全球变化条件下中国地质灾害防治面临的挑战,本文在"全球灾变事件与重大地质灾害减灾战略研究会"与会专家汇报和讨论的基础上,结合近年来国内重大地质灾害事件,从新构造与地震活动,气候变化,人口与城镇化进程三个方面开展分析,试图探讨我国2010年重大地质灾害多发,群发的原因,并对我国地质灾害今后面临的总体形势做出宏观研判。综合分析认为:①近年来全球构造运动和地震活动进入一个新的相对活跃期,我国处于欧亚地震带和环太平洋地震带的交汇区,是现今构造地震活动强烈响应区,尤其是印度板块的强烈活动,使青藏高原周缘地区的地震活动频繁,断裂活动增强,内外动力耦合作用下的地质灾害频发是总体趋势;②全球气候变化引起的极端气候异常条件使地质灾害的成灾模式趋于多样化和复杂化,由于中国大陆是全球最大大陆性气候和海洋性气候交汇地带,也是地貌高差气候变化最大的地区,特别是2010年长时间干旱,汛期集中的高强度、长持时的降雨、局部强暴雨导致大规模滑坡泥石流灾害,尤其是在青藏高原周缘等内动力作用强烈地区,导致地质灾害频发;③人口增长、城镇化进程及工程经济活动是地质灾害发生不可忽视的重要因素,城镇化建设和工程经济活动规模大,且逐步向生态地质环境相对脆弱的地区转移,城镇人口密度快速增加,特别是山区城镇自主防灾减灾意识薄弱,直接导致地质灾害伤亡和损失程度加重。为了应对全球变化条件下的中国地质灾害形势,提高我国地质灾害防灾科技能力与管理水平,从我国地质灾害防灾减灾的现状分析入手,充分借鉴国际自然灾害综合减灾与风险管理的成功经验与策略,从推进中国地质灾害风险管理的角度提出了7点综合减灾建议,以期起到抛砖引玉的作用,推动政府管理部门、专业技术人员参与地质灾害综合减灾的广泛交流与讨论,促进防灾减灾科技与策略在实践中应用,为应对全球变化的中国地质灾害综合减灾集思广益。     

强震作用下穿越断层隧道围岩力学响应研究

通常情况下,地下工程震害比地面建筑物震害较轻,但是在强震条件下,地下工程震害依然突出。2008年 512 汶川大地震(MS8.0)对地下工程造成了巨大破坏,尤其是穿越构造断裂带的铁路、公路隧道。本文采用三维离散元(3DEC)动力分析方法和实测汶川地震动记录,模拟研究了穿越断层的成兰铁路邓家坪隧道围岩在强震和断层共同作用下的动力响应过程。经过与实地调查的北川映秀断裂带地表破裂情况对比验证,模拟结果具有较高的可信度。结果表明:地震动荷载、断层等因素的共同作用改变了隧道围岩中的初始应力分布,进而引起断层附近隧道围岩应力累积、应力集中,最终导致了具有高度复杂性的渐进性断层破裂过程和隧道围岩破坏过程,这个过程可以定性地划分为5个主要阶段:弹性应力集中阶段、破裂起始阶段、破裂加速阶段、稳定破裂阶段和破裂逐渐停止阶段。本研究将有助于深刻认识在强震和断层共同作用下的隧道围岩动力响应过程,并对隧道安全性评价具有重大意义。     

断裂构造对斜坡应力场影响的数值模拟及成灾机理研究

断裂构造及活动强度对斜坡体的应力场分布具有重要的影响。采用基于强度折减法的有限元法,分别以正断层和逆断层与斜坡体的组合关系为例,剖析了断裂构造对斜坡体应力场的影响及成灾机理,揭示了含有断层的斜坡体塑性区的贯通过程。研究表明,包含断层的斜坡体在应力分布特征及斜坡变形破坏机理方面与无断层的斜坡体有较大差别：含断层的斜坡体在坡面和断层面附近的最大主应力迹线与坡面或断层面相平行,在天然状态下,塑性区同时出现在坡脚和断层面后方,随着折减系数的增大,塑性区分别从坡脚和断层面后方向坡体深部和上部发展,直至断层面前后两个塑性区相贯通,坡体发生破坏,并且对坡体变形破坏的影响程度以逆断层最强,其次为正断层,断层不活动时较弱。     

汶川地震内外动力耦合及灾害实例

内动力和外动力地质作用是地质灾害形成过程中不可缺少的两种作用, 但是, 以往的地质灾害研究偏重于外动力作用, 对于外动力与内动力耦合作用的形式, 由于缺少直观的实例, 只能根据经验感觉进行判断和定性的研究。四川汶川M_S8.0级地震在给人们带来灾难和损失的同时, 也给人们认识内外动力耦合作用形式提供了机会。本文在龙门山地区地震地质和地质灾害调查的基础上, 总结了山区地震地质灾害形成过程中内外动力耦合作用的主要表现形式, 主要包括活动断裂和风化作用的耦合、岩土体结构与变形破坏形式的耦合、地震力与地形地貌的耦合以及地震力与地下水的耦合等。采用实例剖析了地震滑坡形成过程中各种地质作用及其产物之间的相互联系, 对于认识地震地质灾害形成机理和发育规律具有一定的指导意义。      

川西鲜水河呷拉宗古滑坡发育特征与形成演化过程

青藏高原东缘是中国乃至全球地形陡度最大、内外动力作用最强烈、天气变化极端频繁的区域,复杂的地质演化过程导致该区成为古滑坡分布最集中和复活危害最大的地区。本文以川西鲜水河断裂带呷拉宗古滑坡为研究对象,在野外调查、钻探和物探、InSAR监测、室内试验及数值模拟分析的基础上,对呷拉宗古滑坡的发育特征、形成演化过程及复活因素进行了分析研究。结果表明,①呷拉宗古滑坡形成于距今约42～30ka的晚更新世晚期,体积达3150×10~4 m~3,属巨型古滑坡;②鲜水河断裂活动是呷拉宗古滑坡形成的主控因素,历史强震的震裂效应形成古滑坡的雏形,后续的断裂蠕滑作用进一步造成坡体开裂,加剧大气降水渗入,并对裂缝有扩展作用;③SBAS-InSAR监测及数值模拟结果显示,目前该滑坡整体稳定性较好,但在多个部位存在不同程度的裂缝、陡坎及坍塌,局部变形强烈,在强震和极端降雨条件下可能发生较大规模复活滑动。建议加强采取排水和抗滑等防护措施。     

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。     

汶川地震断裂带附近建筑物的灾害效应模拟研究

位于汶川地震破裂带附近的汶川水磨镇硅业公司厂房在地震中产生了独特的破坏现象.根据现场调查和测绘资料, 建立了二维有限元模型, 进行了断裂带附近建筑物灾害效应的数值模拟.模拟结果很好地解释了厂房在地震中产生的独特破坏现象的机理.研究表明, 断层的形成改变了局部的应力场条件和加速度特征, 从而使位于断层上盘的楼房发生差异性破坏, 紧邻断层一侧破坏强烈.地震时楼体主梁的破坏是轴向应力和剪应力同时作用造成的.      

中国西南山区第四纪冰川堆积物工程地质分类探讨

中国的大陆冰川堆积物几乎都属于巨粒土或块石（漂石）土、碎石土,但因复杂的物质组成和组构特征,各地或同一地区不同成因类型（冰碛、冰水）的堆积物具有极为不同的工程地质性质,其地质体稳定性和地质灾害的易发性存在着显著的差异。我国已有的工程分类框架不能满足当代冰川堆积物甚至其他碎石土（巨粒土）的工程地质和地质灾害研究的需要。中国西南山区冰川堆积物的物质成分、细观结构等的野外调查和室内测试分析结果表明,冰川堆积物的物质成分和组构特征主要表现为:颗粒组成的不均一性和多元性、组构单元的双元性、结构的无序性和胶结性等。冰川堆积物的物质成分和组构特征与其工程性质具有密切的关系,是冰川堆积物工程地质分类的基础。本文探讨了中国西南山区冰川堆积物的工程地质分类问题,提出基于胶结程度和粒度组成的二级分类方案,对冰川堆积物及其他块（漂）石土的工程地质研究和工程实践具有一定指导意义。     

滇西北哈巴-玉龙雪山东麓断裂的晚第四纪正断层作用及其动力学机制探讨

地表调查发现,之前通常被作为两条断裂的哈巴雪山东麓断裂和玉龙雪山东麓断裂实际上隶属于一条整体凸向东北的弧形正断层——哈巴一玉龙雪山东麓断裂的南、北两段．该断层在大具以西为北西走向,倾向北东;向南转为近南北向,倾向东;构成了三角形断块隆起区（哈巴一玉龙雪山）与其东侧大具．丽江第四纪裂陷盆地间的主边界断裂．相关的晚第四纪地貌体垂直错动及其年代学分析结果表明,它在晚第四纪期间有强烈活动,其平均垂直活动速率波动于0．3～1．4mm/a间,其中末次冰消期后的断裂活动强度明显增大．该断裂显著的第四纪正断层作用及其走向的大角度弯曲实际上代表了滇西北“Z”字型裂陷带端部的地表变形样式,是该区在近东西向伸展变形背景下叠加了微断块顺时针旋转的直接变形响应．     

四川5.12地震次生地质灾害的基本特征初析

2008年5月12日14时28分, 四川汶川发生里氏8.0级地震给灾区人民带来了巨大的灾难和损失, 特别是山区地震次生地质灾害所带来的严重后果是人们始料未及的.本文主要报道了四川境内震中附近几个重灾山区的地震次生地质灾害的初步调查成果, 简要论述了地震诱发的滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝和沙土液化等次生地质灾害发育特征及其危害, 提出了地震次生地质灾害某些发育规律方面一些认识和今后需要进一步研究的问题, 对于灾后重建和高烈度区城镇规划具有一定的指导意义.