汶川震区桃关沟2013-07-10泥石流成灾机理

针对2013年7月10日持续强降雨导致汶川震区桃关沟暴发特大型泥石流,通过现场勘查和试验,分析了桃关沟泥石流暴发的物源、降雨和地形条件,研究了泥石流的起动、流通和堆积过程.研究结果表明,地震对沟域内岩土体的震动破坏是震后泥石流频繁暴发的根源,其成灾机理体现出崩滑物源、坡面物源和沟道物源三者的启动及相互叠加,从发展趋势看,桃关沟泥石流正处于高频发育阶段,仍存在暴发大规模泥石流的可能性.      

汶川震后公路泥石流危害类型与活动特征分析

以汶川县两条主要交通干线(都汶公路和省道303)沿线60条泥石流沟为研究对象,通过多次实地调查和室内试验分析,对汶川地震后泥石流的形成条件,危害类型及活动特征进行了分析。研究表明:震后地质地貌、岩土物质基础的不稳定性,以及高强度降雨与泥石流物源区的相互作用是震后泥石流的主要控制条件;公路沿线的泥石流危害以冲毁或淤埋公路,或堵塞、挤压河流,及形成灾害链等3种类型为主;地震后,泥石流流体以黏性为主;临界降雨量降低,发生于面积较小流域,并具有高频性与群发性特点。     

唐家山堰塞坝"9·24"泥石流堵江及溃决模式

"5·12"汶川地震导致唐家…高速滑坡堵江,形成唐家山堰塞湖.经过6月10日正常泄流后,堰塞坝体右岸还存在唐家山残留山体稳定性以及附近大水沟、小水沟泥石流等潜在危害.现场实地调查显示,受地震影响,大水沟、小水沟及无名沟沟域内崩塌和滑坡发育,形成了极为丰富的松散物源,具备发牛坡面和沟谷泥石流的所有条件,也成为唐家山堰塞湖成功泄水后,仍对堰寨湖正常利用起控制作用的严重地质灾害隐患点之一,"6·14"和"9·24"2次大规模泥石流又导致通口河分别堵江断流4和17 h.在查明唐家山堰塞体右岸3条冲沟内松散物源分布及稳定性的基础上,重点结合"9·24"泥石流发育状况,对大水沟、小水沟和无名沟泥石流的发育特征及其动力学特性,尤其是在不同降雨频率下一次冲出泥石流时唐家山堰塞坝体泄水槽的堵江状况及溃决模式进行了系统分析.分析结果表明:3条冲沟形成泥石流堵江后,一次全溃决的可能性很小,其溃决模式为"扇缘部位首先过流→水流挤压左岸并淘刷左岸堰塞体→逐级冲开堆积扇".这一模式对震后地震灾区泥石流的研究具有指导和借鉴意义.     

唐家山堰塞坝“9·24”泥石流堵江及溃决模式

“5·12”汶川地震导致唐家山高速滑坡堵江,形成唐家山堰塞湖．经过6月10日正常泄流后,堰塞坝体右岸还存在唐家山残留山体稳定性以及附近大水沟、小水沟泥石流等潜在危害．现场实地调查显示,受地震影响,大水沟、小水沟及无名沟沟域内崩塌和滑坡发育,形成了极为丰富的松散物源,具备发生坡面和沟谷泥石流的所有条件,也成为唐家山堰塞湖成功泄水后,仍对堰塞湖正常利用起控制作用的严重地质灾害隐患点之一,“6·14”和“9·24”2次大规模泥石流又导致通口河分别堵江断流4和17h．在查明唐家山堰塞体右岸3条冲沟内松散物源分布及稳定性的基础上,重点结合“9·24”泥石流发育状况,对大水沟、小水沟和无名沟泥石流的发育特征及其动力学特性,尤其是在不同降雨频率下一次冲出泥石流时唐家山堰塞坝体泄水槽的堵江状况及溃决模式进行了系统分析．分析结果表明：3条冲沟形成泥石流堵江后,一次全溃决的可能性很小,其溃决模式为“扇缘部位首先过流→水流挤压左岸并淘刷左岸堰塞体→逐级冲开堆积扇”．这一模式对震后地震灾区泥石流的研究具有指导和借鉴意义．     

甘肃舟曲三眼峪沟泥石流动力学特征参数计算

通过对甘肃省舟曲县城后山三眼峪沟特大泥石流灾害的现场调查,获取了舟曲三眼峪沟泥石流相关资料,据此分别对三眼峪沟及其支沟(大峪沟、小峪沟)泥石流动力学的泥石流流速、流量及冲击力进行分析与计算.计算结果表明:流速、流量达到特大泥石流的规模,冲击力远远大于该沟防护工程的设计.提出了三眼峪泥石流沟针对性防灾减灾建议.     

基于灾害熵的汶川震后道路泥石流敏感性分析

2008年汶川8.0级地震释放的巨大能量导致震区地表岩体产生了强烈的扰动和破坏,许多震前非泥石流沟转化为大规模高频泥石流沟。鉴于震区近年来频发的泥石流灾情,以汶川主要公路沿线(都汶公路和省道303)泥石流沟为研究对象,依据震后泥石流形成条件与活动特征,遴选出影响泥石流发生的关键因子,运用灾害熵理论模型,考虑因子相互之间的影响,计算各个因子的权重,对研究区泥石流进行敏感性区划。分析结果表明:较高敏感性的泥石流沟谷多达47条,占总数的78.3%,且集中分布在中央断裂的上盘,特别是以映秀为暴雨中心的峡谷地带。分析结果可作为震区泥石流防治,灾区重建的理论依据。     

上海市历史城区震后应急救援路网评价与优化

随着我国城市化进程加快,自然灾害问题也日渐凸显,作为主要自然灾害之一的地震正在严重影响着我国城市的公共安全.城市交通系统是城市重要的生命线,因此研究震后城市应急救援道路网络连通可靠度具有重要的现实意义.历史城区由于其建筑多为老旧平房,抗震性能差,而且城区道路空间局促,在遭遇地震时路网更易堵塞.本文以上海豫园区域路网为例,基于瓦砾堆积模型对震后路段通行概率进行计算,采用蒙特卡洛模拟方法对路网节点连接可靠度进行计算,对震后路网路段单元和节点的可靠性进行评估,并在此基础上判别关键路段和优化应急医疗救援路径.     

龙门山地区震后泥石流灾害区域预警研究

512汶川地震造成大量松散堆积物,导致震后触发泥石流的极端降雨量比震前显著降低。在龙门山地区震后泥石流发育特征分析的基础上,探讨了震后触发泥石流灾害的区域降雨阈值及其地域差异性,震后触发泥石流的72小时雨量分布特征为:映秀汶川一带为75~100mm,茂县北川一带以100~160mm为主,上述区域外围及平武青川一带为160~200mm;在龙门山前的雁门茶坝、龙门山后山的禹里平武之间为200mm以上。综合考虑地震地质、地形地貌和降雨等因素,建立了地震扰动区泥石流预警指标体系。采用加权信息量模型完成了龙门山区泥石流易发性评价,然后采用年最大72小时降雨量为主要触发因素,开展了震后5年的泥石流危险性预测评价及区域预警研究,提出泥石流的区域危险性是动态变化的,高危险区主要随降雨量和松散堆积物空间分布而变化,为震后泥石流灾害气象预警和防范等提供了依据。      

戴家沟矿山泥石流内因分析与工程治理

戴家沟是一条潜在泥石流沟,流域面积约1.25×106m2,泥石流物源主要为矿渣,储量约1.2×106m3.利用X衍射光谱分析了黏土矿物试样;根据黏土矿物的结构及物理特征,从微观的角度分析了泥石流的形成原因.分析表明:黏土矿物具有巨大的表面积和亲水性,它的存在会促进泥石流的形成.在对泥石流物源岩土特性、泥石流流量、流速和...     

岫岩山区泥石流形成机制分析及防治建议

岫岩山区历史上就是一个泥石流的多发区,选取太平岭沟作为岫岩地区典型泥石流沟进行泥石流形成机制分析。首先对太平岭沟的地形地貌、气象水文、地层岩性、地质构造运动、水文地质特征及人类工程经济活动等自然地理与地质环境进行论述;然后分析太平岭沟泥石流灾害影响因素,以东沟泥石流为例分析太平岭沟泥石流形成机制,并对太平岭各主要支沟发育特征以调查表的形式进行分析;最后针对太平岭沟泥石流灾害提出防治建议。     

汶川地震灾区泥石流若干关键问题

为解决2008年512汶川地震后,在地震灾区大部分泥石流沟实施的拦砂坝、排导槽等首期治理工程效果不佳、部分工程甚至失效的问题,根据松散物源启动量估算明显偏小、拦砂坝设计库容不够、排导槽过流断面偏小的状况,分析了地震灾区泥石流形成特点和暴发规律,针对持续性、大规模和群发性方面的估计不足,系统地进行了经验总结.通过2010和2013年两次特大型泥石流的勘查、设计和治理工程实践表明:震区泥石流在启动机理、堵塞溃决、持续时间、冲出规模等方面与一般泥石流相比存在很大区别,总结出以下经验: (1) 合理确定泥石流堵溃系数及相应流量;(2) 针对不同类型泥石流及保护对象提出有效的治理工程方案,例如拦挡、固坡、排导、停淤方法的合理组合和有效利用;(3) 合理分配拦砂坝的有效高度及数量;(4) 合理选用坝体结构类型,例如实体坝、缝隙坝和梳齿坝.上述经验在绵竹县清平文家沟、汶川县红椿沟、七盘沟、桃关沟和宝兴县冷木沟特大型泥石流的勘查、设计及治理工程中进行了充分的应用验证,并取得了成功.      

汶川地震桥梁易损性分析

为了评估汶川地区公路桥梁系统地震损失风险,基于汶川地震桥梁震害调查,建立了桥梁地震易损性统计模型.采用修正后的汶川地震衰减模型,对桥址处地震动参数PGA进行了估算.假设易损性函数为双参数对数正态分布函数,采用两种不同的统计方法并结合震害调查,运用极大似然法对参数进行估计,得到轻微破坏、中等破坏、严重破坏、完全损毁4种损伤状态对应的桥梁地震易损性曲线.依据桥梁类型和桥梁线形对全体桥梁样本进行分类,针对分类后的桥梁样本子集建立各自独立的地震易损性曲线.对统计结果进行拟合优度检验,结果显示显著性水平在10%以下,计算得到的易损性函数不能被拒绝.     

汶川8.0级地震前后福堂隧道应力场变化研究

"5·12"汶川地震后,发震断裂上盘的高地应力本应获得一定程度的释放,但位于该地区的福堂隧道仍出现了较强烈岩爆灾害和饼裂岩芯等高应力特征.为研究该特殊高地应力现象,基于实测地应力值和地震前后区域地应力反演分析,获得了该特殊高应力现象的形成原因.结果表明:"特殊高地应力"主要受断裂带逆冲推覆持续作用、浅表生改造、介质差异及其距发震断裂的距离效应等因素影响而综合形成;强震后福堂隧道靠映秀侧洞段应力有较大降幅,而靠汶川侧洞段应力值降幅较小且仍处于高应力状态;隧道K18+850~K21+450段最大地应力介于20~25 MPa之间.特殊的地应力特征使得隧道两端具有完全不同的工程特性,对不同应力值洞段的支护参数选取、施工方法及隧道造价等都具有重要的工程意义.      

汶川地震中某3层砖混结构地震反应分析

以四川省江油市重华镇一栋3层砖混结构为例,输入汶川地震中当时当地地震动,进行非线性时程分析,并与实际震害进行了比较,结果表明：时程分析法中采用的四折线恢复力模型合理,各特征点参数选取正确;分析结果与实际震害吻合较好,时程分析法可以可靠地分析砌体结构的非线性性态。     

近断层地震地面运动峰值衰减规律研究

研究近断层区域地震动的峰值衰减规律,可以为近断层区的地震危险性分析和工程结构抗震设计提供关键性基础数据．基于包括中国“5．12”汶川地震在内的全球23次地震事件中的338条近断层地震动记录,引入考虑震级和断层距影响的地震动衰减模型,采用最小二乘法对峰值加速度、峰值速度及峰值位移进行了回归分析,得到了近断层区域地震动峰值的衰减关系．与其他学者所提出的衰减关系的对比表明,文中提出的峰值衰减模型可更准确地揭示近断层区域地震动峰值的衰减变化规律．     

汶川地震中九襄断裂对汉源烈度异常的影响

为分析汶川地震中九襄断裂对汉源县高烈度异常的影响,基于对汉源县城震害的科学考察、场地勘察以及地震地质与地形图,建立了典型的二维地震反应分析模型,采用有限差分法和透射边界理论,分析了九襄断裂对汉源县城震害的影响.结果表明:九襄隐伏断裂对汉源烈度异常有一定影响,对频段在4~8 Hz之间的地震动放大效应显著,使地表地震动峰值加速度约增大9%;该频段与汉源县城部分建筑物的自振频率吻合,放大的地表地震动和共振效应加重了汉源县城的震害,是汉源高烈度异常的主要原因之一.因此,场地中的非发震隐伏断裂对地表地震动有一定放大效应,工程选址和抗震设计时应考虑其影响.      

八角楼乡火后泥石流空间发育特征

作为一种与林火密切相关的特殊泥石流,火后泥石流的形成具有明显的空间差异性,对其空间发育特征及影响因素的分析有利于此类泥石流的防灾减灾.?运用现场调查、室内外试验和遥感解译等手段,对雅江县八角楼乡火烧迹地15条沟道的火后泥石流发育特征及地形、林火、植被特征、降雨条件进行了多元分析.?结果表明:火烈度越强,土壤的物理力学性...     

GPS资料获取的四川地区应变率演化状态

为了研究汶川5·12地震事件对青藏高原东南缘及四川盆地的应力再分配作用及该区域现今的地震危险性,使用1997-2015年共计355个GPS站点观测资料获取了该区域1997-2008、2009-2011、2011-2013、2013-2015年共计4期独立的速度场,基于规则格网和张力样条插值方法计算了上述速度结果对应的面膨胀率、垂直轴旋转率及最大剪应变率.以2008年汶川Ms8.0级地震为主要节点,以芦山2013年Ms7.0级地震、康定2014年Ms6.3级地震为参考节点,分析了应变率场的时空演化过程及其与地震事件的潜在关联性.研究结果显示:随着汶川震后的时间推移,沿龙门山断裂的3种应变率分布均有减弱趋势,但至今仍未恢复至震前状态,说明该区域的震后回弹受下地壳黏弹性流变物质的弛豫影响较为显著;安宁河-则木河断裂及周边的面压缩率在汶川地震之后有增强趋势,该趋势可能与区域的地震危险性有所关联;安宁河-则木河断裂带及鲜水河断裂北段是未来一段时间该研究区域内应该持续关注的主要地震危险区.