"5·12"汶川地震诱发滑坡的滑动距离预测

滑坡体积和地形地貌是影响滑坡滑动距离的两个重要因素.在对"5·12"汶川地震诱发的滑坡进行详细调查的基础上,对46个典型地震滑坡的滑动距离与滑坡体积以及原始斜坡坡角的相关关系进行了统计分析.结果表明,汶川地震滑坡的水平滑动距离、垂直滑动距离均与滑坡体积的对数值具有良好的指数函数增长关系,相关系数R2分别为0.8244和0.7859;等效摩擦系数与原斜坡坡角正切值之间具有良好的线性增长趋势,相关系数R2为0.7973.基于此,通过二元线性回归,获得了滑坡水平滑动距离与滑坡体积、滑坡前后缘高差以及原始斜坡坡角的相关关系.     

汶川地震山地灾害对环境因素的响应机制

为了研究汶川地震山地灾害灾害分布对环境因素的响应机制,通过对汶川地震灾区的调查和遥感解译,详细分析灾害分布特点,用GIS平台对4722个典型灾害点的环境因素进行分析,得出以下结论:1)地震能量释放的长短轴效应造成地震能量主要沿断裂带释放,灾害点沿中央断裂呈条带状分布,在距中央断裂20km范围内集中灾害总数的64.42%,逆冲断裂的上下盘效应使上盘灾害发育程度明显高于下盘和下盘灾害密度经历先降低后升高再降低的变化;2)灾害点在山地地区集中分布在河谷两岸,河谷岸坡对地震的放大作用使坡体上部岩土首先崩解,带动坡体下部的岩土一起运动,形成"山剥皮"特点的崩滑型灾害;3)灾害总数的99.43%集中分布在地震烈度Ⅶ度及其以上地区,地震的场地效应使灾害在易滑岩层中较为发育;4)在区域地势变化与地震断裂破裂一致的方向上有利于地震能量的传播,灾害更容易发生,规模较大的滑坡主滑方向也大多数发生在两者的并集方向.     

“5.12”汶川地震诱发滑坡的滑距预测

滑坡体积和地形地貌是影响滑坡滑动距离的两个重要因素。在对“5.12”汶川地震诱发的滑坡进行详细调查的基础上,对46个典型地震滑坡的滑动距离与滑坡体积以及原始斜坡坡角的相关关系进行了统计分析。结果表明,汶川地震滑坡的水平滑动距离、垂直滑动距离均与滑坡体积的对数值具有良好的指数函数增长关系,相关系数R2分别为0.8244和0.7859;等效摩擦系数与原斜坡坡角正切值之间具有良好的线性增长趋势,相关系数R2为0.7973。基于此,通过二元线性回归,获得了滑坡水平滑动距离与滑坡体积、滑坡前后缘高差以及原始斜坡坡角的相关关系式logLr=-0.0785logV+1.2347log(H/tanθ)。     

唐家山堰塞湖库区（北川～禹里段）地震地质灾害触发效应研究

“5·12”大地震具有震级高、破坏性强、次生地质灾害严重的特点。通过地震前后对唐家山堰塞湖库区为中心的沿通口河北川～禹里段地震地质灾害现场地质调查,显示崩塌、滑坡和泥石流数量分别由地震前的5、3、0变为地震后的7、51、10个（条）,地质灾害发育密度和模数分别由地震前的0.26 个/km、46×104 m3/km变为地震后的1.35 个/km、104×104 m3/km,地震后发育密度及模数分别是地震前的5.19和2.24倍,地震产生的边坡破坏效应极为显著。通过分段剖析,得出以下认识：1）距离发震断裂越近,地质灾害发育密度越高,就北川～禹里段沿通口河两岸岸坡而言,发震断裂上盘3 km范围是地震地质灾害的极（强）发育区,3～6 km范围为中等发育区,6～20 km范围为弱发育区,20 km以外基本不受地震影响;2）地震地质灾害主要发育在顺向岸坡以及斜向～顺向岸坡结构内,且以大型和特大型滑坡为特征,常常发生堵江事件;而在逆向坡及斜向～逆向岸坡结构内地震地质灾害总体不发育,即使有也以崩塌为主,且主要发生在单薄山脊以及地形坡度陡峭处;3）地震对大型松散堆积体等整体复活主要受控于其地形坡度及微地貌特征,地形坡度40°以上以及由缓变陡的转折部位是古滑坡等松散堆积体整体或局部容易被地震触发失稳的充分条件,并非所有的古滑坡等松散堆积体均会被地震诱发而整体复活。     

地震碎裂滑动型滑坡发育特点及典型实例分析

汶川地震诱发了大量的地震滑坡,其中地震碎裂滑动型滑坡是一种普遍的地震滑坡类型,滑动特征独特,动力机制复杂。以汶川县映秀镇牛圈沟滑坡为典型实例,从发育碎裂滑动的地貌、岩性、斜坡结构、地震作用等关键控制因素出发,阐释了牛圈沟滑坡的“滑动启动－碰撞碎裂－碎屑滑动－堆积停滞”4个阶段碎裂滑动中的7次折向过程,应用“地震启动-碎裂-加速”机理能够很好的解释地震滑坡超高速、滑程远、规模大的特点,具有一定的典型性和学科意义。     

地震作用下折线型滑面斜坡的动力响应

折线型滑面斜坡是一种常见的滑坡类型,在地震作用下的动力响应非常复杂。为了研究地震作用下折线型滑面斜坡的动力响应,应用动力响应时程分析法,利用大型有限元软件ANSYS建立了数值模型。首先分析了模型在静力作用下的力学特性,然后对模型输入地震波,分析模型在动力作用下的动力响应。通过分析得到,斜坡在地震动力作用下出现了应力转移,节理上下两侧岩层发生错动,由于锁固段的存在,斜坡下部错动大于上部。研究斜坡属于后发型滑坡,地震作用虽未使斜坡发生破坏,但由于地震作用的累积效应,使斜坡的稳定性降低。     

地震作用下折线型滑面斜坡的动力响应 “研究生论坛”稿件

折线型滑面斜坡是一种常见的滑坡类型,在地震作用下的动力响应非常复杂。为了研究地震作用下折线型滑面斜坡的动力响应,应用动力响应时程分析法,利用大型有限元软件ANSYS建立了数值模型。首先分析了模型在静力作用下的力学特性,然后对模型输入地震波,分析模型在动力作用下的动力响应。通过分析得到,斜坡在地震动力作用下出现了应力转移,节理上下两侧岩层发生错动,由于锁固段的存在,斜坡下部错动大于上部。研究斜坡属于后发型滑坡,地震作用虽未使斜坡发生破坏,但由于地震作用的累积效应,使斜坡的稳定性降低。     

地震作用下金沙江某跨江桥梁岩质岸坡动力响应分析

由于地震波的随机性及地质构造的复杂性,导致岩质边坡的地震响应特征变得十分复杂。以金沙江地区某跨江桥梁岩质岸坡为例,采用有限元方法研究了地震波在岩质边坡内的传播特征,分析了不同类型结构面对边坡动力响应特征的影响;采用振动台模型试验验证了数值计算结果,探究了边坡的动力变形演化规律及其破坏机制。研究结果表明：软弱结构面对岩质边坡的波传播特征影响较大,在波传播过程中结构面使坡内出现局部的放大效应,相同条件下边坡的动力放大效应为：块状边坡>顺层边坡>反倾边坡。边坡高程、坡表微地貌及结构面对边坡的动力放大效应具有较大的影响,边坡动力放大系数随高程增加而增加,坡表微地貌变化使平台区域出现局部放大现象,块状边坡中放大效应主要集中于最上层顺向结构面以上的表层坡体。地震作用下块状边坡的动力放大效应随激震强度的增加而增加,边坡动力变形演化过程主要包括弹性变形、塑性变形和滑动破坏3个阶段。软弱结构面对块状边坡的地震破坏模式具有控制性作用,最上层顺向结构面为潜在滑面,其地震破坏模式为拉裂-滑移-倾覆式破坏。     

汶川县地震诱发崩滑灾害影响因素的敏感性分析

震后遥感影像与调查结果表明,汶川Ms 8.0级地震在汶川县城约4 083 km2的区域内诱发了 5 528余处崩塌、滑坡灾害.利用GIS技术对地震地质灾害的分布与地层岩性、距断裂距离、坡度、高程等因素的关系进行统计分析,结合崩滑的确定性系数方法(CF),对诸影响因子进行敏感性分析,确定该区域内各因子最利于地震滑坡发育的数值区间,结果表明:地震崩塌滑坡主要分布在元古界、震旦系、二叠系硬质岩石分布的地层里,坡度为大于40°的坡体上;活动断裂10 km缓冲区内,未动断裂6 km缓冲区内崩滑密集分布;崩滑发育较有利的高程范围位于1 000～2 500 m;相对高差范围位于600～1 000 m之间,岷江干流对崩滑分布起绝对控制作用.分析得出影响本次崩塌滑坡分布的因子具有地震波传播介质效应和距离效应;由地震产生的崩滑与降雨诱发的崩滑在岩性、坡度的发生区间上有较为明显的区别;并为进行其他地区区域地震崩滑灾害稳定性评价提供了可以借鉴的科学依据.     

近断层强地震动的特点

本文全面地总结和解释了近断层地震动的主要特点.近断层地震动与远场地震动不同,显著地受到下列因素的影响:断层破裂机制,相对于场地的破裂传播方向,以及由断层滑动产生的、可能的永久地面位移.这些因素导致破裂方向效应和“F ling step”效应.对于倾滑断层,还导致上盘效应.而且破裂方向效应和“F ling step”效应分别引起了双向和单向长周期速度脉冲.上盘效应导致上盘场地的地震动大于下盘相同断层距场地的地震动.对于垂直走滑断层,在给定的距断层最近的范围内,破裂方向效应使地震动产生强烈的空间变化.对于倾滑断层,有两个显著的效应,即破裂方向效应和上盘效应.上盘效应主要是由断层的大部分接近于上盘之上的场地引起的.破裂方向效应是由破裂传播和辐射图效应引起的.长周期速度脉冲产生于垂直断层面的方向上,使得垂直断层走向的地震动大于平行断层方向的地震动.而“F ling step”效应是由地震时断层两盘的相对运动造成的,且发生在断层错动的方向上.     

基于振动台试验的含软弱夹层堆积体边坡动力响应规律与失稳破坏现象研究

针对川藏铁路沿线典型潜在滑坡灾害点,设计完成了几何相似比为1:10的含软弱夹层堆积体高陡边坡振动台试验,从滑塌现象、动力特性及成因机制等方面开展了系统研究,得出以下结论：边坡滑塌是一个均衡渐进的过程,在地震初期,在重力和地震力耦合作用下,滑体表面出现土体剥落;随着地震动持续,滑体顶部开裂,滑体表面裂缝增多并向前缘锁固段发展;最终,锁固段发生渐进性破坏,滑动面贯通,滑体从前缘剪出口滑出形成滑坡;以坡脚处的加速度峰值为基准,在不同烈度汶川卧龙地震波作用下,堆积体高陡边坡临空面方向、竖直方向上PGA沿着高程均有不同程度的放大,且边坡临空面向加速度放大性大于竖直方向。不论是边坡临空面方向还是竖直方向,随着输入地震动峰值的增大,加速度高程放大系数逐渐增大,在PGA=0.4g时达到峰值;滑床、滑体间运动的不一致性是诱发滑坡的一项主控影响因素,在堆积体滑塌前,堆积体内临空面的加速度峰值及其傅立叶幅值大于滑床,且两者的卓越频带基本一致,略有差别;当堆积体开始滑塌时,堆积体内临空面的加速度峰值及其傅立叶幅值小于滑床,且卓越频带逐渐向低频转移,而滑床内的加速度傅立叶谱的主频和幅值基本不变。     

Development and distribution of geohazards triggered by the 5.12 Wenchuan Earthquake in China

As the Wenchuan Earthquake was of high magnitude and shallow seismic focus, it caused great damage and serious geohazards. By the field investigation and the interpretation of remote-sensing information after the earthquake and by using means of GIS technology, the distribution of geohazards triggered by the earthquake are analyzed and the conclusions are as follows: (1) The earthquake geohazards showed the feature of zonal distribution along the earthquake fault zone and linear distribution along the rivers; (2) the distribution of earthquake geohazards had a marked hanging wall effect, for the development density of geohazards in the hanging wall of earthquake fault zone was obviously higher than that in the foot wall and the width of strong development zone in the hanging wall was about 10 km; (3) the topographical slope was a main factor which controlled the development of earthquake geohazards and a vast majority of hazards were distributed on the slopes of 20° to 50°; (4) the earthquake geohazards had a corresponding relationship with the elevation and micro-landform, for most hazards happened in the river valleys and canyon sections below the elevation of 1500 to 2000 m, particularly in the upper segment of canyon sections (namely, the turning point from the dale to the canyon). Thin ridge, isolated or full-face space mountains were most sensitive to the seismic wave, and had a striking amplifying effect. In these areas, collapses and landslides were most likely to develop; (5) the study also showed that different lithologies determined the types of geohazards, and usually, landslides occurred in soft rocks, while collapses occurred in hard rocks. Supported by the Key Basic Research Program of the Ministry of Science and Technology of China (Grant No. 2008CB425800)     

一种基于拉-剪破坏的边坡动力稳定性分析方法

为量化地震作用下边坡的稳定性,优化矢量和方法并计算出相应动态安全系数,基于边坡在地震作用下的破坏模式:坡顶拉裂缝和坡脚剪切裂组合形成的贯通滑动面,推导出拉-剪破坏下矢量和法的安全系数公式,通过自编程序得到边坡潜在滑动面曲线和动力安全系数,并通过算例验证方法的正确性.针对岩质边坡,利用新、旧两种矢量和方法进行动力稳定性分析,结果表明:边坡潜在滑动面会随着地震持续时间向边坡内部走移;两种方法得到的安全系数趋势一致,但拉-剪破坏模式的下滑趋势角度更大;在拉-剪破坏模式下,边坡的安全系数有所降低,其中,边坡的综合安全系数降低了3%,说明原先的方法高估了边坡的稳定性.优化后的矢量和法能够更具体地反应出边坡在地震过程中的稳定状态,为抗震设计提供更加准确的理论指导.     

一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法

考虑地震波在坡体内的传播特征,基于拟动力法,结合传统静力边坡稳定性分析极限平衡法(瑞典条分法),推导了边坡地震力公式和地震边坡稳定性安全系数公式。在此基础上,借助MATLAB软件开发了最危险滑面搜索和安全系数求解程序,实现了一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法。通过探讨地震动特性对地震边坡稳定性的影响,得到了地震边坡稳定性安全系数随地震动参数的变化规律。对于既定边坡,其安全系数随地震波初始相位呈现周期性波动变化,存在最小安全系数; 并且此安全系数随地震系数和地震波波长与边坡坡高比的增大而减小。此外,从波动理论角度揭示了拟动力法与拟静力法的区别与联系,给出了两类方法的适用范围:当地震波波长与边坡坡高比大于10时,两类方法所得结果基本一致,均适用; 而当地震波波长与边坡坡高比小于10时,拟静力法所得结果较拟动力法相对保守,仅拟动力法适用。     

Investigation and assessment on mountain tunnels and geotechnical damage after the Wenchuan earthquake

On May 12, 2008, a strong earthquake with a magnitude of 8.0 (Ms) struck Wenchuan town, in the eastern Sichuan area of west China. Following the earthquake on May 18, the Southwest Jiaotong University organized a damage survey team and dispatched it to the affected area for the investigation into the damage and collection of information and data. This paper outlines the findings of this investigation on the earthquake disaster to mountain tunnels and geotechnical engineering. The systematic investigation, involving geological conditions, design documents, construction and maintenance records of the tunnels, has been conducted and the degree of damage to investigated tunnels has been assessed according to the width and length of cracks, the stability of the slope above the tunnel, and the condition of the groundwater inrush. The results show that the major damage of the mountain tunnels was mainly concentrated in the tunnel portals due to widespread landslides and rockfalls, and the inner part of investigated tunnels suffered moderate damages mainly due to fault displacements. It is hoped that the information shared herein could enhance the outstanding of seismic behavior of mountain tunnels and improve seismic design and construction procedures.     

地震荷载作用下二元结构反倾开挖斜坡的变形破坏模型试验

选取彭州市龙门山镇王家坪滑坡所处斜坡作为二元结构反倾开挖损伤斜坡的典型实例,进行了地震荷载作用下变形破坏的室内物理模型试验。结果表明,开挖加剧了斜坡在地震荷载作用下的变形破坏。从破坏形式来看,反倾斜坡的坡变形破坏分为2个部分,一为浅表覆盖层的整体滑动,二为反倾岩层受浅表覆盖层滑动牵引而发生倾倒—崩塌,与野外调查结果吻合。从整个变形破坏过程来看,可以划分为以下阶段:地震初始阶段(浅表覆盖层与基岩接触面逐渐贯通过程)—浅表覆盖层滑动启动阶段—浅表覆盖层全面滑动及基岩牵引—倾倒阶段。试验重现和揭示了斜坡的变形破坏过程和规律。     

汶川地震的6区域模型加速度峰值衰减关系

利用加速度记录直接拟合衰减关系时,几乎所有现行文献都采用圆模型,以震中距或震源距为观测点坐标位置的唯一统计量。对于长断层的大震而言,等震线的圆模型假设和实际等震线图存在严重的偏差,为修正这种偏差,作者曾提出了4区域的椭圆模型,但是该模型忽略了断层长度垂直范围的2个区域,导致其等震线形状没有沿着断裂方向“发散开”的趋势。且不能反映破裂方向对短轴衰减的影响。该文提出的加速度衰减关系的6区域模型,通过过断层方向和过断层两端点且垂直于断层6条分割线,将地震记录观测点位置分为6个区域,通过研究沿分割线方向的衰减关系得到地震动衰减与衰减路径所处区域的相关性。以汶川8．0级地震为例,说明模型下的6条衰减关系,各自代表的物理意义以及汶川地震地震动峰值加速度衰减的区域特性。在拟合精度上,该模型较圆模型有大幅提高,比4区域椭圆模型略高,在反映地震动区域特性上,比4区域模型更加细致的反映了断层破裂方向效应和上下盘效应。     

断层破裂过程对减隔震桥梁地震反应的影响

为了研究断层破裂过程对减隔震桥梁地震反应的影响,提出利用相位特性模拟方向性效应的改进随机格林函数法. 以1994年美国北岭地震的断层条件为例,通过与实际地震记录对比验证模拟方法的有效性;应用改进的随机格林函数法模拟相同震中距离的4组地震动时程作为输入条件,比较断层破裂过程对相同震中距离、不同方位的减隔震桥梁地震反应影响. 结果表明,利用持时包络曲线与相位差分分布的相似性可以方便模拟随机格林函数的地震动加速度时程;在相同震中距离条件下,断层破裂方向的观测点地震动以及对应位置的桥梁结构地震反应明显大于非破裂方向位置的观测点;当破裂方向上地震动时程不具有脉冲特性时,断层周围的减隔震桥梁地震反应主要受地震动强度的影响,桥梁方位的影响不明显.     

双向耦合地震作用下的混合控制结构研究

目的 为了改善滑移隔震结构的减震效果和适用范围，研究双向耦合地震作用对控振结构的影响．方法 提出3种磁流变阻尼器（MRD）与滑移隔震混合方案，建立了双向耦合地震作用下MRD与滑移隔震混合控制结构的动力分析模型。推导出其运动微分方程，采用瞬时最优控制算法对6层MRD与滑移隔震混合控制结构进行地震反应分析．结果 MRD与滑移隔震混合结构的3种混合方案在3种工况荷载作用下的相对加速度峰值、相对速度峰值、相对位移峰值和层间剪力峰值分别比3种工况下的滑移隔震结构有不同程度的降低．结论当考虑竖向地震作用存在时，随着竖向地震作用的加大，结构的地震反应有小幅度地增加，但各种结构方案都具有良好地减振效果。各混合方案在各种工况下的各种地震反应均得到了更好地控制，而混合方案3的控制效果更加明显。     

地震与同震冰滑坡综合作用下动水压力分布规律试验研究

地震作用下常常引发大量的崩塌滑坡,但目前对冰湖溃决风险评估中,一直忽视了地震及同震触发滑坡的综合作用。为研究地震及同震触发滑坡二者综合作用下的动水压力分布规律,首先分别进行地震和冰滑坡作用下的动水压力试验分析,然后设计了在振动台模拟地震过程中加入冰滑坡入水的试验,观察地震与冰滑坡综合作用下动水压力的分布特点。结果表明：地震动水压力沿水深分布表现为上小下大的特点,其结果与Westergaard简要解吻合良好;冰滑坡作用下动水压力沿水深服从上大下小的分布规律,并分析了滑块体积、入水速度及初始水深等因素对最大动水压力值变化的影响,采用试验数据拟合得到冰滑坡入水动水压力值的经验公式;地震和冰滑坡共同作用时动水压力分布曲线近似于两者单独作用下动水压力幅值的叠加,只是综合值小于叠加值;提出地震与同震冰滑坡综合作用下最大动水压力的估算方法。