巴基斯坦喀喇昆仑公路贝沙姆-达苏段滑坡易发性评价研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:dl_zsf
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滑坡灾害已成为一个全球性问题。如果它发生在人口密集区,那么它将会对基础设施和人民的生命财产安全造成严重危害。然而对于滑坡的易发评价和典型失稳机理的研究还处于发展阶段,如何有效的建立灾害易发等级及其对应区域内的灾害机理对于防灾减灾具有重要意义。在滑坡灾害频发区,对斜坡稳定性和落石灾害的影响进行数值模拟研判,可以为滑坡的风险评价提供有益的参考。喀喇昆仑公路是连接中国和巴基斯坦的重要经济廊道。但在强烈的地质构造活动和降雨的影响下,廊道沿线斜坡失稳和不稳定斜坡广泛分布。为此,本研究以此廊贝沙姆-达苏段为研究对象,1.通过野外调查,建立研究区内的滑坡和落石灾害数据库,并对其空间分布特征和典型失稳机理进行研究;2.为确定研究区内灾害易发等级,基于调查数据,采用逻辑回归模型对该研究区进行滑坡危险性评价;3.为了明晰研究区内典型灾害的失稳机理,基于调查数据,采用多种数值模拟手段对研究区内典型地质灾害的失稳机理展开研究。(1)建立灾害数据库。首先通过Google earth对该区域进行滑坡遥感解译,然后进行现场调查进行现场确认。结果表明:该区域发育有112个滑坡,其中17为落石灾害。地层岩性、距河流距离、距断层距离、坡度和降雨对研究区的灾害的空间分布影响较为显著。研究区内现有崩塌和破碎边坡的主要特征为圆柱形的岩石形态、坡度陡峭和风化程度中等,并最终确定了斜坡的失效模式。(2)区域灾害易发性研究。高程、曲率、年平均降雨、坡度、坡向、距道路距离、距水系距离、距断层距离和地层岩性等9个因素作为计算因素,把解译结果分成训练样本(占比70%)和检验样本(占比30%),并采用ROC曲线作为检验校核方法。最终的易发性评价图分为4个非常高(26.99%)、高(21.50%)、中等(29.05%)、低(22.46%)。模型的成功率和预测率分为80.30%和81.60%。(3)研究区内典型地质灾害的失稳机理。为了对研究区内的滑坡灾害潜在影响进一步研究,本文选取了两个最为脆弱的边坡来论证其破坏模式、落石破坏影响、边坡安全系数,并提出相应的对策建议。利用多种数值模拟方法(DIPS软件、Geo Rock 2D软件和SLIDE软件),对研究区内典型崩塌和不稳定斜坡进行模拟研究,分析落石运动的动力学过程,研究了落石对斜坡稳定性的影响,为制定相应的减灾对策提供更加精细的参考。取得的主要成果如下:1)赤平投影分析结果表明:两个斜坡都容易发生平面破坏和楔形体破坏。2)落石的动力学过程表明:第一个斜坡和第二个斜坡崩落岩体的反弹高度分别达33 m和29 m。第一个斜坡的落石总动能为1135.099 k J,速度为0.5m/s~44m/s。第2个斜坡的落石动能为973.012 k J,速度为0.5m/s~40.90 m/s。3)极限平衡计算结果表明:在静力作用下,第一个斜坡的稳定系数为0.917,表明斜坡是不稳定的,第二个斜坡的稳定系数为1.131,说明其稳定性较低。然而,在地震作用下,两个斜坡的稳定系数均小于1,说明斜坡已经失稳。
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