地震地质 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (4): 896-913.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.04.006
收稿日期:
2022-09-13
修回日期:
2022-11-08
出版日期:
2023-08-20
发布日期:
2023-09-20
通讯作者:
*许冲, 男, 1982年生, 博士, 研究员, 主要从事滑坡地震地质学研究, E-mail: xc11111111@126.com。
作者简介:
基金资助:
MA Si-yuan1)(), XU Chong2,3),*(), CHEN Xiao-li1)
Received:
2022-09-13
Revised:
2022-11-08
Online:
2023-08-20
Published:
2023-09-20
摘要:
震后快速准确获取同震崩塌滑坡的分布范围和评估可能的灾害损失对地震灾害应急救援和安置规划至关重要, 2022年 MW5.8 芦山地震为开展不同评价模型在区域地震崩塌滑坡的快速评估研究提供了宝贵窗口。文中选用基于机器学习方法建立的新一代中国地震滑坡危险性模型(下文称Xu2019 模型)和简易Newmark模型进行了2022年 MW5.8 芦山地震崩塌滑坡快速应急评估研究, 基于本次事件的地震滑坡数据库(包括2 352处崩塌滑坡, 面积为5.51km2), 探讨2种模型的准确性和适用性。结果表明, 基于Xu2019 模型计算得到的崩塌滑坡面积为5.07km2, 与实际崩塌滑坡面积十分吻合, 而基于Newmark模型计算预测的崩塌滑坡面积达21.3km2。从评估结果的空间分布上来看, 2种模型预测的高危险区域基本一致, 高危险区域基本位于发震断层的上盘。但Xu2019 模型对于西北区域(崩塌滑坡集中发育区)的危险性预测明显偏低, 而Newmark模型对西南区域的危险性预测则明显偏高。总体而言, 2种模型在区域同震崩塌滑坡分布预测及快速评估方面均具有较好的实用价值, 但Newmark模型需要输入多项参数, 而这些参数本身及人为获取方式均具有不确定性, 导致该模型在实际应用中受人为影响因素较大。
马思远, 许冲, 陈晓利. 地震崩塌滑坡危险性应急评估模型效果对比--以2022年6月1日 MW5.8芦山地震为例[J]. 地震地质, 2023, 45(4): 896-913.
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图 1 青藏高原东北缘的主要断裂、 历史地震和地形地貌分布图 WMF 汶川-茂县断裂; BYF 映秀-北川断裂; JGF 灌县-江油断裂。活动断层数据来自文献(邓起东, 2007)
Fig. 1 Map showing the active faults, historical earthquakes and topography distribution of northeastern margin of the Tibetan plateau.
图 3 2022年芦山地震研究区的地形坡度和地震动参数分布图 a 坡度; b 地震PGA分布图(USGS发布)
Fig. 3 Map showing the distribution of slope angle and ground motion(PGA)of Lushan earthquake area.
岩组 | 主要地层岩性 | 重度/kN·m-3 | 内摩擦角φ/(°) | 内聚力c'/kPa |
---|---|---|---|---|
松散岩 | 第四系冲积层(Qal)、冰水沉积层(fgl)、河流冲积物 | 20 | 18 | 15 |
软弱岩 | 古近系芦山组橙红、棕红色泥岩夹泥质粉砂岩;新近系大邑砾岩;侏罗系沙溪庙组、遂宁组并层砂岩、泥岩、粉砂岩,遂宁组泥岩夹砂岩等;蓬莱镇组长石砂岩与泥岩互层 | 23 | 25 | 25 |
较软岩 | 三叠系须家河组岩屑、长石砂岩、粉砂岩等,飞仙关组页岩夹薄层灰岩;志留系甘溪组、茂县群 | 25 | 28 | 30 |
较硬岩 | 白垩系夹关组砂岩;石炭系灰岩、硅质岩和白云岩;二叠系栖霞组灰岩及玄武岩;三叠系嘉陵江组并层灰岩、白云岩等;奥陶系宝塔组中厚层灰岩;前寒武系砂砾岩、白云岩等 | 27 | 32 | 35 |
坚硬岩 | 花岗岩及侵入岩脉 | 30 | 28 | 28 |
表 1 芦山地震研究区的工程地质岩组划分
Table 1 Classification of engineering geological lithology formations as to Lushan earthquake area
岩组 | 主要地层岩性 | 重度/kN·m-3 | 内摩擦角φ/(°) | 内聚力c'/kPa |
---|---|---|---|---|
松散岩 | 第四系冲积层(Qal)、冰水沉积层(fgl)、河流冲积物 | 20 | 18 | 15 |
软弱岩 | 古近系芦山组橙红、棕红色泥岩夹泥质粉砂岩;新近系大邑砾岩;侏罗系沙溪庙组、遂宁组并层砂岩、泥岩、粉砂岩,遂宁组泥岩夹砂岩等;蓬莱镇组长石砂岩与泥岩互层 | 23 | 25 | 25 |
较软岩 | 三叠系须家河组岩屑、长石砂岩、粉砂岩等,飞仙关组页岩夹薄层灰岩;志留系甘溪组、茂县群 | 25 | 28 | 30 |
较硬岩 | 白垩系夹关组砂岩;石炭系灰岩、硅质岩和白云岩;二叠系栖霞组灰岩及玄武岩;三叠系嘉陵江组并层灰岩、白云岩等;奥陶系宝塔组中厚层灰岩;前寒武系砂砾岩、白云岩等 | 27 | 32 | 35 |
坚硬岩 | 花岗岩及侵入岩脉 | 30 | 28 | 28 |
图 4 芦山地震的临界加速度(ac)分布图和Newmark位移(Dn)分布图 a 临界加速度分布; b Newmark位移分布
Fig. 4 Map showing distribution of critical acceleration(ac)and Newmark displacement(Dn)of Lushan earthquake.
图 6 基于不同预测模型的芦山地震崩塌滑坡失稳概率分布图的局部放大图 a Newmark模型; b Xu2019 模型
Fig. 6 Locally enlarged area of estimated slope failure probability calculated by different prediction models.
图 7 芦山地震预测崩塌滑坡面积和实际崩塌滑坡面积分布图 网格划分尺寸为2km×2km; a 基于震前震后遥感影像解译得到的实际崩塌滑坡面积分布; b 基于Xu2019 模型计算得到的崩塌滑坡预测面积分布; c 基于Newmark模型计算得到的崩塌滑坡预测面积分布
Fig. 7 Map showing the comparison between predicted landslide area and actual landslide area.
图 9 在不同折减系数条件下Newmark模型计算得到的崩塌滑坡预测面积和AUC值结果对比
Fig. 9 Comparison of predicted landslide area and AUC value calculated by Newmark model under different reduction coefficient.
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[1] | 魏延坤, 陈晓利. 不同地震滑坡危险性评价方法的适用性探讨——以玛多MS7.4地震为例[J]. 地震地质, 2022, 44(3): 590-603. |
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