九寨沟地震滑坡易发性评价因子组合选取研究

滑坡易发性区域评价作为危险性和风险评价的基础,如何科学、合理地进行因子选取是已有研究的薄弱部分.以2017年8月8日九寨沟Mw 6.5地震重灾区——九寨沟国家地质公园内的1022处地震滑坡点为样本数据,选取地震参数、地形地貌、地质条件、水文条件、人类工程活动等共16个滑坡控制和影响因素,在对指标因子进行共线性诊断的基础...     

强震作用下山区滑坡稳定临界位移分析

强震作用下滑坡产生的永久滑动位移是其稳定性的量度参数,对一个滑坡系统,地震作用产生的永久位移是一个系统的状态参量,地震瞬态动力作用变形相当于系统的随机性"涨落"因素。滑坡系统的势能是一个取决于永久位移的能反映其稳定性状态又与具体振动过程路径无关的量,临界位移值实质上对应着系统势能的突变点,如何确定临界位移值的难题可转换为寻找系统势能突变点问题。以山区地震滑坡的地质模型和力学模型为基础建立势能突变理论模型,给出失稳判据和确定临界位移的方法,并对其适用条件进行讨论,发现临界位移值与滑带的几何特征、力学特性和滑体自重相关,与具体的地震波输入等无关,但临界位移作为滑坡稳定性的判据是有条件的。同时指出促使滑体滑动的根本因素是滑体相对下部基岩的加速度惯性力作用,简单地将强震仪记录的加速度直接施加到滑体上是有待商榷的。     

三峡库区滑坡发生概率与降水条件的关系

三峡库区位于长江上游,沿江两岸多为山地地形,滑坡灾害发生频繁,尤其是大、中型滑坡比较发育。这些滑坡灾害数量多、分布广、规模大,对当地的经济建设和生命财产造成了很大的危害,如何对滑坡进行有效的预测预报成为滑坡减灾防灾的关键。降雨是触发三峡库区滑坡的重要外动力因素之一。研究了三峡库区降雨型滑坡(体积≥104 m3)的发生时间与降水条件的关系,通过对该区112个滑坡–降雨事件进行数据统计和相关性分析,表明最大24 h雨强可作为降雨诱发滑坡的有效预报因子。基于易滑度分区的滑坡概率预报思路,根据三峡库区的地形地貌、地质构造和岩性组合等特点,初步将三峡库区分为A,B两个预报区,利用统计方法得出了各区在不同降水条件下滑坡的发生概率。结果表明,由于地质环境因素的不同,两区滑坡的发生概率具有明显差异,表明两区降雨诱发滑坡可能存在不同的机理。基于易滑度精细分区的降雨概率预报方法可望实现对突发性滑坡进行实时有效的预报。     

基于贝叶斯方法的降雨诱发滑坡概率型预警模型研究

为提高区域降雨型滑坡的预警精度,以陕南秦巴山区为例,首先通过人工神经网络(ANN)和逻辑回归模型(LR)进行滑坡易发性建模,使用滑坡发生频率比(FR)对易发性模型进行检验和校准,用来表达滑坡发生的空间概率;其次在敏感性分析的基础上选取最优的降雨变量组合和衰减系数,在二维贝叶斯公式的基础上构建概率型降雨阈值模型,用以计算滑坡发生的时间概率,并使用2016～2020年的降雨数据进行验证;之后在贝叶斯公式的基础上对滑坡发生的时空概率进行耦合,构建研究区降雨型滑坡的概率型预警模型(PLEWM),并对2016～2020年的雨季(7～9月份)逐日进行模拟预警;最后分别从预警效果和成本效益角度出发,使用预警成本投入、滑坡造成的损失、预警成功率、漏报率、误报率等指标对预警模型的性能进行评估。结果表明：(1)研究区构建降雨阈值模型最优的变量组合为有效降雨量–持时(EE-D),最优的衰减系数为0.816;(2)概率型阈值模型预测2016～2020年发生致灾降雨213.71起,实际发生201起,累积误差为10.07%,各概率区间内的预测值与实际发生数量沿着斜率为1的对角线分布;(3)模拟预警结果显示,PLE...     

基于GIS和信息量的滑坡灾害易发性评价——以三峡库区万州区为例

 以滑坡灾害发育较多的三峡库区万州区为研究区,基于指标因素状态分级和因素相关性分析结果,选取坡度、坡向、坡体结构、地层岩性、地质构造、水的作用以及土地利用7项影响因素,以全区700多个滑坡灾害点为样本数据,依据各因素状态下发生的滑坡频率曲线和信息量曲线的突变点为等级划分的临界值来确定因素状态,并在此基础上建立易发性评价指标体系。基于GIS的栅格数据模型,应用信息量理论开展研究区易发性评价,研究结果表明：易发性高和较高的区域主要分布在土地利用总体规划中的建设用地、侏罗系中统上沙溪庙组第二、三段(J2s2,J2s3)、库水变动带和河网影响带以及万州城区。统计结果表明,处在高易发和较高易发区面积为1 210 km2,其中高易发区和较高易发区分别占研究区总面积的9.71%和25.9%,研究区易发性评价精度高达87%。本文完整的论述了县域滑坡灾害易发性评价的理论方法和技术路线,并以三峡库区万州区为例开展滑坡灾害易发性评价、结果分析以及预测精度评价等,为该区域滑坡灾害防治规划与预测预报提供技术支持,为全国范围内县域滑坡灾害易发性评价提供理论指导和技术参考。     

言家山堰塞湖库区马铃岩滑坡地震复活效应及其稳定性研究

马铃岩滑坡位于唐家山堰塞湖内上游约4km的通口河左岸,在堰塞湖抢险过程中备受关注。在对滑坡基本地质条件和地震前、后变形破坏迹象现场地质调查基础上,对震后、尤其是唐家山堰塞湖形成后滑坡稳定性进行了系统分析和计算。计算结果表明,各种不同工况下震后滑坡整体稳定,只是靠上游侧前缘受地震、堰塞湖蓄水及泄水水位骤降等因素影响存在局部失稳,马铃岩滑坡不会对下游唐家山堰塞坝溃坝以及未来堰塞湖综合治理工程产生不利影响,但震后重建工作中应注意靠上游侧滑坡体前缘一带不稳定对坡体上数十户居民造成的潜在危害。就马铃岩及地震重灾区其他古滑坡体而言,地震对大型古滑坡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,并非所有的古滑坡体均会被地震诱发而整体复活。     

强震山区滑坡发育分布的地形地质控制作用研究

1933年叠溪Mw7.5级地震在松坪沟强震区触发了大量岩质滑坡.为系统描述这些滑坡的地形和地质控制作用,通过遥感、激光雷达(LiDAR)、无人机(UAV),以及人工地面调查共编录208个滑坡,其中滑坡面积＞0.1 km2的大型滑坡48个;选择系列指标(滑坡类型、数量及数量占比、面积及面积占比、点核密度及面积赋权核密度)...     

堆积层滑坡的地下水加卸载动力作用规律及其 位移动力学预测 ——以三峡库区八字门滑坡分析为例

 在系统分析水诱发堆积层滑坡位移与失稳动因与机制的基础上,深入研究并总结地下水在堆积层滑坡稳定性演化过程中的动力作用与动力响应规律和特点,发现水诱发堆积层滑坡的位移与失稳直接受地下水位变化量控制,且其位移规律与地下水位变化量存在对应关系。根据上述分析结论并运用加卸载响应比理论的基本原理,首次提出以月地下水位的变化量作为堆积层滑坡的加卸载参数,以相应月边坡位移速率或位移加速度作为其加卸载响应参数,并以此为基础建立和确定地下水位加卸载响应比位移动力学参数与位移动力学预测模型。同时,以三峡库区典型堆积层滑坡——八字门滑坡分析为例,运用地下水位加卸载响应比预测模型对该边坡的关键监测部位进行研究,并使用SZK1和SZK4监测点数据进行加卸载响应比计算,发现其加卸载响应比时序曲线变化规律与其稳定性动态演化规律相吻合。研究结果表明,可以运用地下水位加卸载响应比动力学模型对该类滑坡进行位移动力学预测预报。     

"5·12"汶川地震崩塌滑坡危险性评价——以都汶公路沿线为例

选择地震极重灾区(都汶公路沿线)作为研究区域,利用遥感影像解译和野外调查数据,采用信息量方法,分析地震崩塌滑坡对影响因子的敏感性,结合GIS技术评价地震崩塌滑坡的危险性.研究表明,都汶公路沿线最利于地震崩塌滑坡的条件为:(1) 坡度:大于35°;(2) 坡向:E,ES和S坡向;(3) 坡面粗糙度:大于1.15;(4) 距断层距离:5～20 km;(5) 土地利用类型:林地、灌木林地和疏林地;(6) 地层岩性:元古代闪长岩、元古代斜长花岗岩、元古界玄武岩、安山岩、石炭系灰岩、泥灰岩和志留系灰绿色千枚岩及石灰岩,尤其是元古界玄武岩和安山岩.利用信息量综合因子叠加技术,对研究区域崩塌滑坡体进行危险性评价,并将其分为极高度危险区、高度危险区、中度危险区、轻度危险区以及基本无危险区.危险性评价结果表明:研究区域大部分处于中度危险区、高度危险区、极高度危险区,三者面积占总面积的70.34%,其中极高度危险区占到总面积的19.15%,范围较大,在公路修复和重新规划建设中应加强预防这些区域发生崩塌滑坡;基本无危险区范围较小,仅占总面积的11.81%;在分布特征上,极高度危险区和高度危险区主要分布在映秀至草坡河段上,草坡河至汶川段大部分处于轻度危险区及以下.研究结果可为震后公路恢复、重建及灾区重建提供科学指导与技术支持.     

不同采样策略下地震滑坡敏感性分析研究EI北大核心CSCD

针对地震滑坡规律复杂,预测难度大,而传统地震滑坡敏感性分析采样策略研究不足的问题,分析不同采样策略对地震滑坡敏感性分析的影响。以多边形缓冲区作为采样区,并将滑坡的发生区域及前两者总和2个采样策略用于对比实验。选取4·20芦山地震中受灾严重的宝盛乡作为研究对象,根据采样策略对滑坡各个评价因子进行采样,并构建支持向量机模型定量计算敏感性指数,再利用自然断点法生成敏感性区划图。通过多种方法对结果进行分析。其中,以多边形缓冲区为采样策略得到的滑坡正确率94.44%,受试者工作特征曲线下面积99.1%,种子单元面积指数综合评价效果最佳,3项结果均占优势。结果证明该采样策略是有效可行的,可为后续防灾减灾工作提供依据。     

顺层震裂斜坡降雨触发灾变机制及稳定性分析——以三溪村滑坡为例

 震裂斜坡作为震后灾区潜在的高危地质灾害承载体分布广泛,尤其在雨季突发失稳的现象突出。针对该类灾害,以三溪村滑坡为例,通过现场详细调查,采用Seep模块探寻降雨作用下斜坡的水响应规律,并通过室内试验获取不同条件下的强度参数。在此基础上,对降雨触发型震裂斜坡变形破坏的机制模式进行归纳,参照滑坡所处实际情况建立相应的水力学模型,量化计算斜坡稳定性系数。研究表明：(1) 顺层震裂斜坡灾变过程可分为原始斜坡–地震损伤–蠕变弱化–降雨触发–滑坡失稳5个演化阶段。(2) 降雨是岩体形成深部裂隙、节理扩展从而切割岩体呈条块状的重要原因,同时裂隙的贯通促进了降雨入渗,导致滑带饱水软化、加速蠕变变形至失稳。(3) 降雨与震后蠕变效应的耦合作用是影响坡体稳定性的主要因素,经历前期的降雨饱水软化以及同期的蠕变累计变形,最终在暴雨形成的水动力触发下失稳破坏。研究成果为降雨型震裂斜坡稳定性机制分析及工程治理提供参考。     

平缓反倾采动滑坡形成的地质力学模式研究——以贵州省马达岭滑坡为例

 马达岭滑坡是典型的采矿诱发型滑坡,自然斜坡为平缓反倾层状结构。以马达岭滑坡为原型,采用物理模拟方法,研究两层开采条件下采动斜坡的变形过程,并分析该类斜坡变形破坏的地质力学模式。研究表明：煤层开采后采空区边界上覆岩体产生应力集中,导致采动裂隙首先产生于该部位,以陡倾竖向倾倒式裂隙为主,裂隙向采空区中部扩展并逐渐形成离层裂隙和剪切裂隙;变形稳定后采空区上覆岩层弯曲,在地表形成沉陷区;受采空区上覆岩层沉陷的推挤作用,外侧坡体沿煤层向坡外滑移,导致坡体下部隆起。该类斜坡变形破坏的地质力学模式可以分为：弯曲–拉裂(“表生”改造阶段)、塑流–拉裂、蠕滑–拉裂3个阶段。     

强降雨诱发作用下岩溶山体滑坡机制研究——以关岭滑坡为例

强降雨引起的岩溶地下水升降波动对我国西南岩溶山区的大型滑坡具有重要影响。为了明确的强降雨诱发作用下岩溶山体滑坡的机制,以关岭滑坡为例,结合现场野外调查,岩溶发育现象以及渗流场特征分析了关岭滑坡的成因机制。研究发现：在强降雨条件下,滑源区后部强烈的侧向补给抬高了地下水位,于基岩裂隙水区的坡体内形成高压水头,并作用于滑源区内的潜在软弱结构面上诱发了滑坡失稳,由此提出“岩溶山区二元岩体结构滑坡”的失稳模式。通过山体内地下水位线解析解耦合剩余推力法分析了多工况下滑体的稳定性,理论计算结果显示：岩溶管道介质的平均直径以及降雨强度对坡体稳定性有较大影响。当岩溶管道平均直径取值在0.15 m及以上时,坡体会于极端降雨工况下发生失稳。推导的岩溶山体地下水位线计算公式及稳定性分析方法可为岩溶山体滑坡的稳定性评价和防治工程提供有益参考。     

基于变形速率分解的阶跃型滑坡预测——以呷爬滑坡为例

阶跃型滑坡位移预测是滑坡变形现状研究与危害评估的重要工作,而阶跃预测的研究多为平稳波动信号,基于滑坡阶跃运动特征的变形速率分解方法提供了非线性变形阶段阶跃滑坡信号分解的新思路。以呷爬滑坡为例,通过差分与离散小波变换(DWT)平滑方法得到变形速率数据,并基于滑坡阶跃运动特征将变形速率数据分解为由外部诱发因素决定的小尺度波动项与内在控制因素决定的大尺度趋势项,其中变形速率趋势项信号通过添加震荡函数的反Logistic函数模型(ILF)预测,并结合曲率极值法判识滑坡变形状态;变形速率波动项信号则运用长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)构建非线性映射模型,以降雨、库水位作为诱发输入,趋势项预测结果作为控制输入进行预测。预测结果表明,基于变形速率分解模型针对呷爬滑坡非线性过程数据的预测精度相比传统的位移拟合分解模型更高,外部因素映射能力更强,因此基于变形速率分解是基于阶跃运动机制预测的有效思路,解决了非线性变形阶段的阶跃滑坡预测问题。     

大型单斜层状基岩滑坡变形特征与失稳机制研究——以重庆石柱县龙井滑坡为例

以重庆石柱县龙井滑坡为例,采用现场调查测绘、卫星遥感解译、无人机航测、工程地质钻探、深部位移监测、现场与室内试验等手段,详细分析该滑坡的变形特征、成因机制以及三维稳定性.该滑坡体积约142.83×104m3,为大型单斜层状岩质滑坡,具有复合性破坏特征.滑坡前后缘高差约50 m,前缘剪出口近陡立临空,为滑坡高位剪出提供了...     

斜倾厚层山体滑坡视向滑动机制研究——以重庆武隆鸡尾山滑坡为例

 以武隆鸡尾山滑坡为例,通过地质条件、采矿扰动等分析,运用FLAC3D模拟,研究在重力、岩溶、底部采矿活动等因素下山体的变形破坏特征,认为斜倾厚层山体滑坡视向滑动应具备5个条件：(1) 层状块裂结构,滑坡体被多组不连续面切割,呈积木块体,离散性好;(2) 山体倾向阻挡,受下部稳定山体阻挡,迫使滑坡体沿真倾角方向顺层滑动偏转为视倾角方向滑动;(3) 临空视向剪出,滑坡体视倾角方向斜坡被河流、沟谷深切,为滑坡体提供了转向滑动的临空面;(4) 驱动块体下滑,山体后部的积木块体沿软弱层面长期蠕动,抗剪强度由峰值逐渐趋向残余值,下滑力逐渐增加;(5) 关键块体阻滑,下滑驱动块体沿视倾角方向滑动前缘存在一相对稳定的块体,随下滑推力增大和内部强度降低,沿损伤带瞬时脆性剪断,形成整体滑动,因此,对这类斜倾层状结构的山体地质灾害的监测和防治必须以前缘阻滑的关键块体为重点。在此类斜倾厚层山体中,矿层大都位于滑带100 m之下,因此,采矿活动主要通过应力环境的调整和层状块裂岩体的差异沉降2种方式对滑坡构成扰动。     

试论城市道路边坡滑坡的防护与治理——以郴州市青年大道边坡滑坡为例

通过对郴州市青年大道边坡滑坡实例的原因分析和处理,探索城市道路边坡防护和治理的先进经验.     

降雨影响下的区域滑坡危险性动态评价研究——以三峡库区万州主城区为例

 降雨引发的滑坡具有区域性的群发效应,能够在短时间内造成大量的灾难性损失。基于此,提出一种可考虑不同降雨期影响的区域滑坡危险性评价方法。该方法以瞬态降雨入渗的区域斜坡稳定性计算模型为基础,将滑坡危险性定义为在一定持续降雨期内各栅格单元体失稳的概率。通过岩土体物理力学参数的不确定性进行各栅格单元体失稳概率的求解,继而获得区域内滑坡的危险性分布。基于ArcGIS软件开发出区域滑坡危险性动态评价工具。以三峡库区万州主城区为例,详细介绍危险性评价工具的数据处理过程以及参数选取方法,并以2种不同的降雨工况进行比较计算。现场斜坡稳定性的调查与计算结果的对比及统计分析表明：滑坡的危险性分布图与真实滑坡的稳定性情况基本一致,并在一定程度上反应了该地区斜坡稳定性的时空分布特征,测试并验证了评价工具的正确性。     

强震过程滑带超间隙水压力效应研究:大光包滑坡启动机制

大光包滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡,其滑带地质背景为埋深400 m的饱水层间构造破碎带。为研究强震过程该带间隙水压力(孔隙和裂隙水压力)响应特征,设计夹饱水软弱层地质体单元模型,并开展系列振动台试验,结果表明:振动过程软弱层超间隙水压力显著大于上下硬层,且具有瞬态生成和逐渐累积特性,进一步揭示依赖模型非协调变形的"振动冲压-拉张"和"振动剪切"是瞬态超间隙水压力成因、依赖软弱层非协调变形的动力损伤是超间隙水压力累积成因,从而建立了垂直和水平振动耦合作用下包含间隙水压力系数r_w和间隙水压力作用的有效面积系数h的地震滑坡滑带有效应力模型。对于大光包滑坡,滑带h估测范围为0.7~0.9,当r_w为0.73~1.04时滑带抗剪强度可降为0;振动台试验表明,汶川强震过程大光包滑坡区地震动参数可使r_w达到这一水平。最后,提出大光包滑坡启动的"强震作用-层间错动带控滑-动力非协调变形致损、扩容-超间隙水压力激发-滑坡启动"演化过程机制。     

顾及In SAR形变的CNN滑坡易发性动态评估——以刘家峡水库区域为例

已有的滑坡易发性评估方法所采用的滑坡因子多为静态数据(如地形,地质),缺乏动态数据(如地表形变),无法充分挖掘正在变形的滑坡特征,导致滑坡易发性评估可靠性较差。合成孔径雷达干涉测量(synthetic aperture radar interferometry,In SAR)二维In SAR数据可反映滑坡在垂直和水平方向的形变特征。引入二维In SAR形变数据作为动态因子,结合地形、地质、水文以及人文共计16种滑坡影响因子,构建卷积神经网络模型(convolutional neural network,CNN)进行滑坡易发性动态评估;采用多种评价指标来衡量模型精度,同时对比有无顾及二维In SAR因子的滑坡易发性评估结果,并与支持向量机(support vector machines,SVM)方法进行对比,此外,在不同场景进行应用。实验结果表明,顾及In SAR形变动态因子的多种评价指标整体精度有所提高,模型对正处于缓慢变形的滑坡易发性区域的识别具有良好的效果,在训练数据中,识别率由0.78提高至0.93;在验证数据中,识别率提升0.21,揭示出顾及二维In SAR形变因子可以提升滑坡...