地震滑坡地形剖面线多重分形特征及其在稳定性判别中的应用

"5.12"汶川地震诱发了大量的滑坡和不稳定斜坡体,这些滑坡和不稳定斜坡体的稳定性影响到灾区社会经济发展和灾后重建。地震滑坡的不同稳定性状态孕育了滑坡地形剖面线的演化特征,并且地震滑坡地形剖面线直接地反映了在地震力作用下坡体的演变过程和演化机制。根据实测的汶川地震诱发的滑坡地形剖面线特征,研究了相对稳定滑坡、蠕滑阶段滑坡和不稳定斜坡的地形剖面线的分布特征,以及地震滑坡不同稳定状态下的地形剖面线的多重分形维数演化特征。研究结果表明相对稳定滑坡的多重分形维数演化特征的具有明显的有序性,处于蠕滑状态的滑坡和不稳定斜坡的多重分形维数演化出现明显的特征性拐点。     

地震动强度对黄土地震滑坡后壁形态的影响

震害表明,不同强度地震动诱发的黄土地震滑坡形态有较大差别。利用野外调查数据统计了1920年海原特大地震诱发滑坡后壁倾角的平均值,运用颗粒流软件PFC^2D计算得到了不同地震动强度下滑坡后壁的形态特征,最后根据野外调查实例进行了验证。结果表明：(1)地震动强度是造成滑坡后壁形态差异的重要影响因素。在其他条件一定的前提下,地震动越大,滑坡后壁倾角越小,滑坡后壁位置越靠近原始斜坡的高位;(2)滑坡后壁具有坡度大、海拔高、人为改造难度大、自身含水量较低、原状黄土结构性较好等特征,稳定性较强,在野外调查中可以利用滑坡后壁倾角和滑坡后壁的形态特征快速区分诱发滑坡的历史地震。     

震后斜坡崩滑土体分块差异稳定性计算方法∗

九寨沟“8·8”地震后发育大量的土质斜坡崩滑灾害,这一类型的崩滑斜坡坡体较为破碎,厚度较小。传统的传递系数法计算模型应用于这类崩滑斜坡稳定性计算时,存在将边坡整体计算及不能反映局部崩滑稳定性的问题。将崩滑斜坡破碎程度分为:极度破碎、高度破碎、中度破碎、轻度破碎以及不破碎,基于传递系数法,考虑了坡体的 5种破碎程度,对滑坡稳定性系数以及推力大小计算模型进行改进。并以九寨沟县热西寨老电站对面崩滑为例,对比了两种计算方法的结果。结果表明:分块差异稳定性计算模型比传统计算方法得出来的数值更符合实际情况,即分块法计算每个滑块稳定性存在差异,有的在极端工况下处于欠稳定,有的处于不稳定状态。基于分块法差异计算结果,得出了崩滑斜坡的分块防治模式。     

基于GIS的巴东县新城区滑坡灾害危险性区划

巴东县新城区是三峡库区滑坡灾害最为发育的地段之一。通过还原滑坡形成前的物质组成和历史环境,选取了影响滑坡发育的地层岩性、水位影响带等9项评价指标。完善了基于地形条件的不规则单元划分方法,对研究区进行了斜坡评价单元的划分,使得评价单元具有更明确的地质意义和更完善的地质结构。此外,将各影响因素图与斜坡评价单元分布图叠加得到计算单元,在计算单元信息量求解的基础上提出了斜坡评价单元信息量的计算方法,进行了基于斜坡评价单元的危险性区划,得到了巴东县新城区滑坡灾害危险性区划图。分析结果表明,水位影响带、居民区、公路分布区及顺向坡坡型与滑坡灾害发生的相关性最大。高危险区占城区面积的16.4%,主要分布在长江两岸临江地段。     

基于突发地质灾害应急防治的边(滑)坡分类方法∗

边(滑)坡分类是进行突发地质灾害应急防治研究的重要手段之一,也是采用工程类比法进行边(滑)坡灾害防治的基础。为此,首先对国内外边(滑)坡分类方法研究现状进行了回顾,并按照分类方法及分类目的,把现有的边(滑)坡分类方法分为了4类:基于单因素及多因素的滑坡分类方法、基于破坏模式与治理措施的滑坡分类方法、基于监测预警的滑坡分类方法和基于稳定性评价的滑坡分类方法,而后对上述分类方法的优缺点进行了评述。最后,基于突发地质灾害应急防治的迫切需求和分类目的,在前人研究的基础上分别建立了基于监测预警和失稳后运动距离预测的突发滑坡应急防治分类方法,该分类方法基于应急防治的特殊要求,在前者加入了临灾征兆的分类指标,这将对突发滑坡灾害应急防治提供更有针对性的指导。     

基于逻辑回归的地震滑坡易发性评价 ——以汶川地震、鲁甸地震为例

准确评估地震诱发的滑坡风险,并及时绘制滑坡易发风险图是灾害应急救援的科学前提和理论基础.目前机器学习在滑坡敏感性评估中具有广泛应用,但大多数研究缺乏对模型的普适性探讨,且该类预测模型缺乏定量评价地震动参数对模型精度的影响.该文以2008年5月12日的汶川8级地震和2014年8月3日的鲁甸6.5级地震为例,先通过相关系数...     

三峡库区巴东县谭家坪滑坡防治工程研究

为了对整个滑坡进行系统综合治理,在综合分析滑坡工程地质条件的基础上,对谭家坪滑坡稳定性进行了计算与评价。结果表明,滑坡的稳定性系数较低,安全储备不高,在175 m库水位降至145 m库水位以及175 m库水位与饱和地下水(暴雨)叠加烈度6度地震的状态下,谭家坪滑坡处于临界滑移破坏阶段。因此,应从根本上消除其变形破坏带来的灾害。对谭家坪滑坡而言,治理工程应重点针对滑坡的中部与前缘部位,并考虑库岸再造的影响,既要治理滑坡的整体蠕滑,又要治理浅表层崩滑。依据这个原则,比选了多种防治方法,最后确定采用大截面抗滑桩为主、辅以挡土墙和坡内排水系统的防治方案。施工结果表明,该治理方案经济合理.抗滑效果好。     

云南鲁甸6.5级地震灾区滑坡分布特征研判分析

地震灾区滑坡损毁房屋造成人员伤亡,损毁道路造成交通中断,堵塞河道形成堰塞湖,这些严重威胁着灾区人民的生命财产安全,所以滑坡分布特征研判对提高灾害应急救援救助效率和开展灾害损失评估具有重要的意义。为此,基于多源多尺度遥感影像和地震烈度数据,以决策树分类为主,结合目视研判开展滑坡解译和分布特征研判。结果表明,鲁甸地震诱发滑坡604个,面积8.21 km~2。其中,中型滑坡[崩滑面积(100 m×100 m)]149个,共计7.18 km~2,小型滑坡[崩滑面积(100 m×100 m)]455个,共计1.03 km~2。地震滑坡主要分布在道路两侧、居民地附近、河流两侧等孕灾环境稳定性低和承灾体脆弱性较高地区。     

地震作用下西安耶柿村滑坡稳定性模拟评价

地震是造成边坡失稳的最主要因素,尤其是强震往往会造成大量的滑坡发生,放大地震灾害造成的人员伤亡和财产损失。本文选取耶柿村滑坡为典型案例,研究其在汶川地震对其演化的影响,并针对不同地震烈度情况,研究其稳定性情况,为该滑坡风险评价和防控提供参考。结果表明:随着地震动峰值加速度的增大边坡稳定性逐渐降低,安全系数最大降低幅度可达50%。耶柿村滑坡仅在大震作用下稳定性不高,会发生失稳,中震作用下稳定性较低,表层堆积体可能会发生了局部失稳,小震作用下稳定性较高。尤其是在加速度峰值为0.12g的地震动荷载作用下,该滑坡最大水平位移为10.1 cm,水平应力与剪应变均变化明显,都有增大趋势,水平总应力最大值出现在基覆界面处,在该震动作用下,该滑坡具有整体失稳的可能性,提出了该滑坡防控对策。     

基于GIS的芦山地震灾区滑坡灾害风险评价

选择芦山地震灾区为研究区,以滑坡灾害为研究对象,在GIS技术的支持下进行了芦山地震灾区滑坡灾害危险性、易损性和风险评价研究。首先,选择坡向、坡度、地层岩性、断裂带、河流冲刷作用、地震烈度和降水量7个影响因子建立了芦山地震灾区滑坡灾害危险性评价的指标体系,同时提取研究区的人口密度、经济密度、林地覆盖率、建筑覆盖率、道路密度和滑坡灾害影响区6个指标因子建立了滑坡灾害易损性评价的指标体系。然后,分别应用信息量模型和贡献权重迭加模型,进行了芦山地震灾区滑坡灾害危险性评价和易损性评价,进而开展了基于GIS的芦山地震灾区滑坡灾害风险评价,最后应用自然断点法进行了滑坡灾害风险度区划研究。研究结果表明:高风险区和较高风险区面积分别为102.43 km2和3529.65 km2,占全区总面积的0.24%和8.25%,其灾害分布密度分别为20.50个/100 km2和2.38个/100 km2(均大于芦山地震灾区的平均值,尤其是高风险区)。高风险区和较高风险区的分布主要与人类工程活动密切相关,是人类经济活动最为频繁的地区。与实地调研结果对比发现,研究结果基本符合芦山地震灾区的实际情况,可以为芦山地震灾区恢复重建、聚落搬迁和人口分布再调整提供参考。     

库岸复杂滑坡体形成机制的数值分析

三峡库区黄土坡滑坡已历经了几十年的勘察,但对其复杂滑体结构的成因机制仍有待研究。论文从分析黄土坡滑坡体I号崩滑体的原岩结构特征及岩体风化泥化过程入手,通过数值模拟研究了斜坡发育过程中滑坡的演化机制。模拟结果表明,斜坡表层拉应力的分布及深部夹层剪应力的集中有利于岩体的风化泥化。数值分析结果较好地解析了黄土坡滑坡复杂滑体结构的形成机制,指出前缘断层发育与斜坡岩体深部夹层泥化是其形成演化的关键因数。数值分析也表明三峡水库蓄水对滑坡整体稳定性的影响较大,模拟结果还表明,潜在滑带由深部泥化夹层控制。     

河谷地形地震放大效应研究进展与展望∗

地表局部地形对地震波的传播有重要影响,会造成地震波的散射与衍射,从而导致地震地面运动的放大或减小,该问题是地震学、地震工程学和土木工程学的交叉研究课题。河谷作为一种典型的局部不规则地形对地震动分布影响很大,在河谷场地修建了许多大型水利、桥梁等基础设施工程,河谷地形地震放大效应对该地区工程设施的灾害影响不可忽视。总结了目前国内外关于河谷地形地震放大效应的研究成果,梳理了该领域的研究方法,对后续该领域的发展提出了展望,旨在为相关科研工作人员提供参考。     

降雨条件下拟建川藏铁路典型段潜在滑坡三维稳定性动态识别研究∗

拟建川藏铁路是国家中长期规划网中的重要一线,具有重大的国防和经济意义。铁路横穿青藏高原东缘地形急变带,沿线发育崩塌、滑坡等众多山地灾害。以川藏铁路比选线邦达机场至然乌段作为主要研究区段,在对该段已有滑坡灾害进行野外调查和遥感解译的基础上,将降雨入渗斜坡稳定性分析模型(TRIGRS)中的降雨入渗模块和三维斜坡稳定性分析模型(Scoops3D)有机结合起来,对川藏铁路典型段的潜在滑坡进行系统的三维搜索及识别,分析天然状态下潜在滑坡的分布范围和50年一遇极端降雨情景下研究区段斜坡稳定性的动态变化。研究结果表明:(1)在天然状态下,高风险潜在滑坡主要集中分布于拟建怒江大桥附近,低风险潜在滑坡主要分布于冷曲河两岸陡峻斜坡和拟建怒江大桥附近;(2)在50年一遇极端降雨情景下,潜在滑坡区的分布范围较天然状态下均显著增大,高风险和低风险潜在滑坡在拟建怒江大桥附近和沿冷曲河两岸陡峻斜坡均有密集分布;(3)极端降雨情景下模型计算的潜在滑坡分布结果与历史滑坡灾害的分布特征基本是一致的。     

基于不同评价单元的滑坡易发性评价对比研究

为了探寻不同评价单元对滑坡易发性评价结果准确性的影响,分别将研究区划分为12949个斜坡单元和27017398个网格单元。选取高差、坡度、坡向、坡形、距断层距离、工程地质岩组、距河流距离和距公路距离8个评价因子,采用信息量模型对岷江上游滑坡进行易发性评价。对2413处滑坡灾害点在不同易发性等级中的分布情况进行数理统计和ROC曲线精度检验,结果表明:极高易发区和高等易发等级,网格单元灾害比例为76.92%,斜坡单元为78.82%,网格单元极高易发区灾害点比例比斜坡单元低10%;极高易发区斜坡单元灾害密度比高于网格单元,极低和低易发斜坡单元低于网格单元,斜坡单元的评价结果更为合理;采用ROC曲线对评价结果进行检验,斜坡单元AUC值高于网格单元,斜坡单元能以较小的研究区面积包含较多灾害数量,说明斜坡单元的评价结果比网格单元更为合理与准确。     

基于改进突变理论的滑坡稳定性分级判别

基于改进的突变理论,提出一种滑坡稳定性的综合判别方法。利用山西省交城县24个滑坡实地调查的基础资料,从孕灾环境、承灾体属性和诱灾因素3个方面,选取相对高差、岩土体类型、斜坡岩土体风化程度与裂隙发育特征、植被覆盖率、斜坡结构类型、坡面形态、斜坡坡度、后缘加载、前缘切坡、降雨量10个指标,建立了滑坡稳定性判别模型。采用突变理论、模糊数学、贡献率法相结合的方法确定了初始隶属度函数值,由归一公式逐层递归运算得到总突变级数,利用改进的突变理论方法对总突变级数进行转换,形成新的滑坡稳定性判别准则。将改进后的评判结果与实地调查结果进行对比分析,表明改进的判别方法精度较高,可为滑坡地质灾害的稳定性评价及其防治提供参考。     

基于熵权理论的斜坡地质灾害链综合评判

通过引入灾害链理论对斜坡地质灾害链进行深入研究,基于灾害链原理,分析地质灾害漫长链式灾变规律,指出原始地形地貌在地质构造演变及气象水文影响、地震作用和人为作用下形成的环境是导致斜坡地质灾害链的源头因素,崩滑流灾害链中危岩、崩塌、滑坡、泥石流等灾害要素之间的相互关联关系使链的延续成为可能。运用熵权理论对斜坡地质灾害链源致灾因素进行探讨,找出链式灾变规律的主要源头因素,为源头致灾因素的工程治理及防护措施等断链减灾提供依据。     

汶川地震扰动区小流域滑坡泥石流风险区划

地震扰动区小流域地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流)风险区划研究主要涉及两方面的问题:1地震扰动区小流域滑坡泥石流与一般地区的滑坡泥石流有什么差异?2这种特定环境的滑坡泥石流风险区划与一般地区风险区划有什么不同?根据这两个关键命题讨论了汶川地震灾区都江堰白沙河小流域滑坡泥石流风险区划问题,认为在地震扰动区的一个独立地貌单元小流域中,滑坡泥石流比非地震区小流域的分布数量更多,范围更广,规模更大。尤其在后期降雨条件下发生频率更高,潜在危险性更高。所以在危险度区划阶段必须结合地震因子,评价与地震动因素的相关性,突出地震动的破坏作用。易损度区划阶段应该考虑承载体的抗震因子。风险区划模型与一般地区模型基本一致,而差别在危险度区划阶段结合了地震因素的影响。     

纵剖面形态的黄土斜坡地震危险性Logistic回归模型∗

强震诱发斜坡失稳破坏是黄土地区主要震害之一,快速准确判别黄土斜坡地震危险性对城市抗震规划和震后应急救援具有重要意义。利用野外实地调查的1920年海原地震诱发620组滑坡和380组未滑斜坡数据,验证纵剖面形态对黄土斜坡地震危险性的影响,对斜坡纵剖面形态进行单因素wald检验,单因素wald检验结果表明纵剖面形态对于滑坡地震危险性快速判别有积极意义。利用野外调查中简单易得的坡高、坡角、纵剖面形态和地震烈度几个因子,建立黄土高原区斜坡地震危险性判别的Logistic回归模型,给出黄土斜坡地震危险性的快速判别公式,使用该公式对1920年海原地震诱发滑坡回判和1718年通渭地震诱发黄土滑坡校验,同时对比了不考虑纵剖面形态的logistic回归模型的结果。计算表明:利用Logistic回归模型快速判别黄土斜坡地震危险性,合理确定影响因子并调整Logistic回归中各影响因子的参数,计算得到的斜坡失稳与实际滑坡发育情况较为吻合;斜坡纵剖面形态是影响斜坡地震危险性的重要影响因素,在Logistics回归模型中考虑该因素得到的预测公式,判别斜坡失稳准确度比不考虑该因素时高3%左右。     

基于Google Earth的1920年海原8.5级大地震地质灾害研究

详细精确的滑坡编目是地震滑坡灾害评价的前提和基础。利用Google Earth提供的多源高精度卫星影像对1920年海原8.5级地震触发的黄土滑坡进行了详细解译,共解译得到1 000处滑坡,并利用多边形圈出了滑源区和堆积区。海原地震滑坡主要集中分布于西吉县西南部和海原县东南部。统计分析表明,地震触发的滑坡灾害主要受高程、坡高、坡度、坡向等地形地貌参数的控制,大量低角度高速远程滑坡主要是由于黄土液化的作用。     

山区灾害滑坡风险非线性预测研究

传统山区灾害滑坡风险预测方法,对山区滑坡风险进行预测与分析同时,存在预测响应滞后以及预测准确率较低问题。提出山区灾害滑坡风险非线性预测研究方法。基于山区灾害滑坡影响因素,构建非线性斜坡系统,对斜坡单元进行量化分析,完成滑坡非线性动力学模型设计。利用该动力学模型与时间序列的研究,对滑坡形态与时间影响进行综合分析,判定危险滑坡源,对其进行空间相分析,完成山区灾害滑坡风险非线性预测。实验数据表明所提非线性预测方法相比于传统预测方法,响应时间提升96.18%,准确率提升48.95%。