地質地球所提出考慮結構面粗糙度影響的區域地震滑坡預測模型

2021-01-16 中國科學院
地質地球所提出考慮結構面粗糙度影響的區域地震滑坡預測模型

2020-05-08 地質與地球物理研究所

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　　地震滑坡是地震觸發的邊坡失穩事件，常常造成巨大的生命和財產損失。近年來，全球強震頻發，我國也是一個多山多地震的國家，長期面臨極高的地震滑坡風險，準確預測地震滑坡的空間分布對地震防災減災具有非常重要的意義。

　　大量野外調查發現，在長期形成演化過程中，自然界中的邊坡由於河谷下切卸荷作用，淺表層常發育一組平行於坡面的卸荷裂隙（圖1），地震作用下邊坡失穩主要表現為沿邊坡淺表層卸荷裂隙的剪切滑動，因此評價邊坡動力穩定性的根本出路在於定量刻畫巖體結構面的抗剪強度。引入Newmark有限滑塊位移法來預測地震滑坡空間分布，是目前國際上應用最廣泛的地震滑坡空間預測模型。但Newmark模型未考慮巖體結構面的性狀對邊坡動力穩定性的控制作用，影響地震滑坡空間預測的精度，無法滿足地震防災減災的要求。

　　針對上述問題，中國科學院地質與地球物理研究所頁巖氣與地質工程院重點實驗室博士研究生臧明東（現在中國地質大學（北京）從事博士後研究）所在的祁生文研究團隊在長期野外觀測和室內試驗的基礎上，從巖體結構效應的角度出發，引入Barton強度準則對Newmark模型進行改造，提出考慮結構面粗糙度（joint roughness coefficient，簡稱JRC）影響的區域地震滑坡預測模型，並將其應用於實際地震滑坡預測中。

　　通過遙感影像解譯和大量野外實地驗證，研究人員發現2014年8月3日雲南省魯甸縣Mw6.1級地震誘發的1416處滑坡，並採用該滑坡數據集對預測模型進行測試和訓練，並對魯甸地震後潛在地震滑坡進行預測（圖2）。在模型訓練的基礎上，研究人員進一步提出能夠快速有效估計地震滑坡發生可能性的置信度曲線（圖3）。與傳統Newmark模型比較，該研究提出的方法提升了預測模型的普適性，且預測成功率更高。

　　相關研究成果發表於Natural Hazards and Earth System Sciences。

　　論文連結 

　　 

圖1.坡淺表層卸荷裂隙示意圖

　　 

圖2.震滑坡空間分布預測圖

圖3.地震滑坡空間預測置信度曲線


　　地震滑坡是地震觸發的邊坡失穩事件，常常造成巨大的生命和財產損失。近年來，全球強震頻發，我國也是一個多山多地震的國家，長期面臨極高的地震滑坡風險，準確預測地震滑坡的空間分布對地震防災減災具有非常重要的意義。
　　大量野外調查發現，在長期形成演化過程中，自然界中的邊坡由於河谷下切卸荷作用，淺表層常發育一組平行於坡面的卸荷裂隙（圖1），地震作用下邊坡失穩主要表現為沿邊坡淺表層卸荷裂隙的剪切滑動，因此評價邊坡動力穩定性的根本出路在於定量刻畫巖體結構面的抗剪強度。引入Newmark有限滑塊位移法來預測地震滑坡空間分布，是目前國際上應用最廣泛的地震滑坡空間預測模型。但Newmark模型未考慮巖體結構面的性狀對邊坡動力穩定性的控制作用，影響地震滑坡空間預測的精度，無法滿足地震防災減災的要求。
　　針對上述問題，中國科學院地質與地球物理研究所頁巖氣與地質工程院重點實驗室博士研究生臧明東（現在中國地質大學（北京）從事博士後研究）所在的祁生文研究團隊在長期野外觀測和室內試驗的基礎上，從巖體結構效應的角度出發，引入Barton強度準則對Newmark模型進行改造，提出考慮結構面粗糙度（joint roughness coefficient，簡稱JRC）影響的區域地震滑坡預測模型，並將其應用於實際地震滑坡預測中。
　　通過遙感影像解譯和大量野外實地驗證，研究人員發現2014年8月3日雲南省魯甸縣Mw6.1級地震誘發的1416處滑坡，並採用該滑坡數據集對預測模型進行測試和訓練，並對魯甸地震後潛在地震滑坡進行預測（圖2）。在模型訓練的基礎上，研究人員進一步提出能夠快速有效估計地震滑坡發生可能性的置信度曲線（圖3）。與傳統Newmark模型比較，該研究提出的方法提升了預測模型的普適性，且預測成功率更高。
　　相關研究成果發表於Natural Hazards and Earth System Sciences。
　　論文連結 
　　 
　　圖1.坡淺表層卸荷裂隙示意圖
　　 
　　圖2.震滑坡空間分布預測圖
　　圖3.地震滑坡空間預測置信度曲線
　　

列印 責任編輯：程博

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