1.评价结果
根据Newmark模型原理计算得到了喜马拉雅东构造结地区的静态稳定性系数(图6-18),然后计算临界加速度(图6-19),最后采用临界加速度与地震动峰值加速度的拟合关系得到地震累积位移分布特征及地震滑坡发生的概率(图6-20)。
这里的斜坡位移不能被看作严格的地震滑坡发生时所产生的位移,但它可以表征未来地震发生时滑坡发生的可能性的大小,位移值越大,滑坡发生的可能性越高(Jibson,2014)。从区域角度来说,区域地质条件通常复杂多变,临界位移与滑坡的类型、斜坡的物质组成和斜坡的几何形状等多种因素有关,不同岩性及形态的斜坡失稳的临界位移值可能会有所不同,很多学者认为,大于5~10cm的位移值可以产生贯通式的滑坡,小位移值则可以产生拉裂式的崩塌和岩屑流。一般选取10cm作为斜坡的上限临界位移值(王秀英等,2011)。
图6-18 静态稳定性系数图
图6-19 临界加速度图
图6-20 地震滑坡危险性概率分布图
Jibson(2009,2014)采用累积位移0~1cm为低危险区、1~5cm为中等危险区、5~15cm为高危险区、大于15cm为极高危险区的等级划分,分别对美国加州圣马特奥市和阿拉斯加州安克雷奇市进行了地震滑坡危险性评价。Rodríguez-Peces(2014)则采用0~2cm为低危险区、2~5cm为中等危险区、5~10cm为高危险区、大于10cm为极高危险区对西班牙南部塞拉内华达山脉(Sierra Nevada Range)进行了地震滑坡危险性区划。从严格意义上说,不适宜用统一的量值作为地震作用下边坡失稳的评价判据(Jibson,2011)。现有的地震滑坡研究中,鲜有不同岩土体类型的斜坡失稳的临界Newmark位移值的研究。
从区划的角度,可以参照现有的研究并结合喜马拉雅东构造结地区实际情况确定临界失稳位移的参考值,再根据式(6-7)预测地震滑坡发生的概率(图6-20)。综合确定0~1cm(0~2%滑坡发生概率)为低危险区,1~5cm(2%~15%滑坡发生概率)为中等危险区,5~10cm(15%~28%滑坡发生概率)为高危险区,大于10cm(>28%滑坡发生概率)为极高危险区。对于ac/PGA>1的区域,由于Dn为空值,并不意味着该区域不会发生地震滑坡,只是滑坡发生的概率不大,因此将其划分为低危险区。雅鲁藏布江大拐弯地区直白扎曲段地震滑坡-碎屑流危险性区划结果如图6-21所示。
图6-21 雅鲁藏布江大拐弯地区地震滑坡-碎屑流危险性区划
(50年超越概率10%的地震作用)
由图6-21可知,地震滑坡极高危险区主要位于念青唐古拉、喜马拉雅和岗日嘎布雪山的角峰、刃脊、河流两岸陡峻的山坡处;高、中危险区则主要分布在雪山角峰、刃脊以下,沟谷两岸以及断裂经过的相对较高的陡坡地带。在地形坡度相对平缓的地带,基本不易发生地震滑坡,为低危险区。
2.地震滑坡堵江分析(www.xing528.com)
雅鲁藏布江大拐弯地区河流深切,河道狭窄,斜坡陡长,极易发生地震滑坡堵江。地震滑坡堵江可形成堰塞湖,威胁上游的安全,在溃坝后会冲刷、掏蚀河流两岸的斜坡,进一步形成次生滑坡,危害巨大。堵江滑坡是后续灾害链形成的先决条件,灾害链时空延拓效应显著。在雅鲁藏布江派镇-哥布段、拉月曲东久与帕隆藏布汇合段、帕隆藏布和易贡藏布发生地震滑坡堵江的概率比较大,这些地段多为河流窄谷段,沟道呈“V”形,河流下切强烈。此外,在南迦巴瓦峰、加拉白垒峰、念青唐古拉山附近冰川发育,冰川槽谷延伸至下部河流,虽然在底部发生地震滑坡的概率不大,但是由于顶部角峰、刃脊发生地震滑坡的概率大,且其下部沟道通畅,沟谷纵比降大,为高速远程滑坡-碎屑流灾害链的发生提供了有利的地形条件,其堵江概率也较大。以雅鲁藏布江直白—扎曲段为例,对容易发生滑坡-碎屑流灾害的沟谷进行范围界定(图6-21)。从图中可以看出,地震滑坡威胁着米林—加拉的两岸沿江旅游公路。特别是在则隆弄沟,地震极易诱发滑坡-碎屑流,威胁下游的直白村;如果滑坡堵江形成堰塞湖,对上游的格嘎、索松等村庄也会造成威胁。
3.不同超越概率下地震滑坡危险性分析
以雅鲁藏布江大拐弯地区为例,对50年超越概率2%(罕遇地震)与50年超越概率10%(设防地震)的地震动峰值加速度进行地震滑坡危险性的对比分析。可以看到,在50年超越概率2%的地震动峰值加速度条件下,地震滑坡极高、高、中等危险区的面积大幅增加(图6-22),其基本上是在50年超越概率10%的地震动峰值加速度作用下地震滑坡危险性区划等级的提高及范围向外的延扩。当然,概率地震危险性区划给出的是未来一定时间内地震的危险程度,地震的发生是不确定的,是概率性的。因此,本节所给出的预测评价结果也是概率性的。
图6-22 雅鲁藏布江大拐弯地区地震滑坡危险性分布图
(50年超越概率2%的地震动作用)
4.地震滑坡对工程的影响及防灾对策分析
随着青藏高原铁路、高速公路和雅鲁藏布江水电工程的相继规划建设,认清地震滑坡可能造成的危害,对于工程选址、建设及防灾减灾具有非常重要的意义。喜马拉雅东构造结地区山高谷深,铁路、公路、桥梁、大坝多为沿河或跨河而建,应避开地震滑坡高危险区;对于必须穿越的,应做好相应的防护措施,并对已有不稳定斜坡进行提前治理。在河流深切、河道狭窄、斜坡陡长地段,极易发生地震滑坡堵江灾害。堵江滑坡形成堰塞湖淹没区,溃坝后的洪水灾害及所造成的次生地质灾害,对上、下游的工程设施都会造成破坏。对于跨河大桥,若桥位的上游有地震滑坡堵江的风险,应在线路设计时将桥位设在两岸边坡稳定(抗冲刷能力强)且下泄洪水影响较小的宽阔河段,同时还需提高桥墩抗巨石冲击的能力;如果桥位的下游有堵江的风险,应在线路设计时以计算的堵江水位作为路基、桥梁标高的设计依据,将两岸路基、桥梁的标高抬高到最大堵江水位以上。
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